JP5682496B2 - 半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5682496B2
JP5682496B2 JP2011165227A JP2011165227A JP5682496B2 JP 5682496 B2 JP5682496 B2 JP 5682496B2 JP 2011165227 A JP2011165227 A JP 2011165227A JP 2011165227 A JP2011165227 A JP 2011165227A JP 5682496 B2 JP5682496 B2 JP 5682496B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
joint
conductive
protrusions
conductor
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.)
Active
Application number
JP2011165227A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013030595A (ja
Inventor
竹中 正司
正司 竹中
山本 克義
克義 山本
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.)
Fujitsu Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fujitsu Semiconductor Ltd
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 Fujitsu Semiconductor Ltd filed Critical Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority to JP2011165227A priority Critical patent/JP5682496B2/ja
Priority to US13/525,719 priority patent/US9142516B2/en
Publication of JP2013030595A publication Critical patent/JP2013030595A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5682496B2 publication Critical patent/JP5682496B2/ja
Priority to US14/827,891 priority patent/US9355974B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03Manufacturing methods
    • 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
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/481Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
    • 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
    • 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
    • H01L23/49827Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/17Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
    • H01L24/92Specific sequence of method steps
    • 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
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0237Disposition of the redistribution layers
    • H01L2224/02372Disposition of the redistribution layers connecting to a via connection in the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/03Manufacturing methods
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/03Manufacturing methods
    • H01L2224/034Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bonding area
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/03Manufacturing methods
    • H01L2224/036Manufacturing methods by patterning a pre-deposited material
    • H01L2224/0361Physical or chemical etching
    • H01L2224/03614Physical or chemical etching by chemical means only
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/0401Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05005Structure
    • H01L2224/05009Bonding area integrally formed with a via connection of the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05075Plural internal layers
    • H01L2224/0508Plural internal layers being stacked
    • H01L2224/05082Two-layer arrangements
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05075Plural internal layers
    • H01L2224/0508Plural internal layers being stacked
    • H01L2224/05083Three-layer arrangements
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05099Material
    • H01L2224/051Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/05138Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/05155Nickel [Ni] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05099Material
    • H01L2224/051Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/05163Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/05171Chromium [Cr] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0556Disposition
    • H01L2224/05562On the entire exposed surface of the internal layer
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0556Disposition
    • H01L2224/05563Only on parts of the surface of the internal layer
    • H01L2224/05564Only on the bonding interface of the bonding area
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/05599Material
    • H01L2224/056Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/05617Material with a principal constituent of the material 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 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05624Aluminium [Al] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/114Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1141Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector in liquid form
    • H01L2224/11416Spin coating
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/114Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/11444Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector in gaseous form
    • H01L2224/1145Physical vapour deposition [PVD], e.g. evaporation, or sputtering
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/114Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1146Plating
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/114Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1146Plating
    • H01L2224/11462Electroplating
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/116Manufacturing methods by patterning a pre-deposited material
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/116Manufacturing methods by patterning a pre-deposited material
    • H01L2224/1161Physical or chemical etching
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/116Manufacturing methods by patterning a pre-deposited material
    • H01L2224/1161Physical or chemical etching
    • H01L2224/11616Chemical mechanical polishing [CMP]
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/118Post-treatment of the bump connector
    • H01L2224/1182Applying permanent coating, e.g. in-situ coating
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/118Post-treatment of the bump connector
    • H01L2224/11848Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
    • H01L2224/11849Reflowing
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/119Methods of manufacturing bump connectors involving a specific sequence of method steps
    • 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
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/119Methods of manufacturing bump connectors involving a specific sequence of method steps
    • H01L2224/11901Methods of manufacturing bump connectors involving a specific sequence of method steps with repetition of the same manufacturing step
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/1301Shape
    • H01L2224/13012Shape in top view
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/1301Shape
    • H01L2224/13012Shape in top view
    • H01L2224/13013Shape in top view being rectangular or square
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/1301Shape
    • H01L2224/13012Shape in top view
    • H01L2224/13014Shape in top view being circular or elliptic
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/1302Disposition
    • H01L2224/13022Disposition the bump connector being at least partially embedded in the surface
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/1302Disposition
    • H01L2224/13024Disposition the bump connector being disposed on a redistribution layer on the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/1302Disposition
    • H01L2224/13025Disposition the bump connector being disposed on a via connection of the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13075Plural core members
    • H01L2224/13076Plural core members being mutually engaged together, e.g. through inserts
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13075Plural core members
    • H01L2224/1308Plural core members being stacked
    • H01L2224/13082Two-layer arrangements
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material with a principal constituent of the material 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
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/13101Material with a principal constituent of the material 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 less than 400°C
    • H01L2224/13111Tin [Sn] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/13138Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/13147Copper [Cu] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/13186Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/1319Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/1354Coating
    • H01L2224/1356Disposition
    • H01L2224/13563Only on parts of the surface of the core, i.e. partial coating
    • H01L2224/13566Both on and outside the bonding interface of the bump 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
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/1354Coating
    • H01L2224/13599Material
    • H01L2224/136Material with a principal constituent of the material 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
    • H01L2224/13617Material with a principal constituent of the material 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 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/13624Aluminium [Al] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/14Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/141Disposition
    • H01L2224/14104Disposition relative to the bonding areas, e.g. bond pads, of the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/1411Disposition relative to the bonding areas, e.g. bond pads, of the semiconductor or solid-state body the bump connectors being bonded to at least one common bonding area
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/14Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/141Disposition
    • H01L2224/1412Layout
    • H01L2224/1413Square or rectangular array
    • H01L2224/14133Square or rectangular array with a staggered arrangement, e.g. depopulated array
    • 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
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump 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
    • H01L2224/10Bump 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
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • H01L2224/16146Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked the bump connector connecting to a via connection in the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/16235Disposition 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 the bump connector connecting to a via metallisation of the item
    • 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
    • H01L2224/16237Disposition 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 the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • 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
    • H01L2224/16238Disposition 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 the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
    • 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
    • H01L2224/17Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/171Disposition
    • H01L2224/17104Disposition relative to the bonding areas, e.g. bond pads
    • H01L2224/17106Disposition relative to the bonding areas, e.g. bond pads the bump connectors being bonded to at least one common bonding area
    • H01L2224/17107Disposition relative to the bonding areas, e.g. bond pads the bump connectors being bonded to at least one common bonding area the bump connectors connecting two common bonding areas
    • 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
    • H01L2224/17Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/171Disposition
    • H01L2224/1712Layout
    • H01L2224/1713Square or rectangular array
    • H01L2224/17133Square or rectangular array with a staggered arrangement, e.g. depopulated array
    • 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
    • H01L2224/17Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/171Disposition
    • H01L2224/1712Layout
    • H01L2224/17177Combinations of arrays with different layouts
    • 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
    • H01L2224/17Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/171Disposition
    • H01L2224/1718Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/17181On opposite sides of the body
    • 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
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8112Aligning
    • H01L2224/81136Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members
    • H01L2224/81138Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members the guiding structures being at least partially left in the finished device
    • H01L2224/81141Guiding structures both on and outside the body
    • 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
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81193Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81194Lateral distribution of the bump connectors
    • 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
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818Bonding techniques
    • H01L2224/81801Soldering or alloying
    • 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
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • 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
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/921Connecting a surface with connectors of different types
    • H01L2224/9211Parallel connecting processes
    • 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
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/94Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06513Bump or bump-like direct electrical connections between devices, e.g. flip-chip connection, solder bumps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06541Conductive via connections through the device, e.g. vertical interconnects, through silicon via [TSV]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06593Mounting aids permanently on device; arrangements for alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/14Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/94Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
    • 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
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • 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
    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/078Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H01L2924/07811Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及びその製造方法に関する。
半導体パッケージング技術の進歩により、パッケージ内に複数の集積回路チップが実装されるようになった。これにより、半導体装置の高機能化、高集積化が飛躍的に進んだ。
このような半導体装置では、低融点金属で形成された突起電極(バンプ)により、集積回路チップ同士や、集積回路チップとパッケージ基板が接合される。
特開平11−54565号公報
半導体装置の高機能化、高集積化は、バンプを小型化することで促進される。例えば、複数の集積回路チップをパッケージ内に実装してシステム化したSiP (System in Package)では、マイクロバンプと呼ばれる直径200μm以下のバンプが用いられる。
しかし、バンプが小型化すると、バンプが搭載される接続端子(電極パッド)とバンプが接触する面積が小さくなる。その結果、接続端子とバンプの接合強度が低下し、集積回路チップ間(または、集積回路チップと基板の間)の接合強度が弱くなるという問題が生じる。
上記の問題を解決するために、本装置の一観点によれば、半導体装置の第一の面に形成された複数の突出部と、前記複数の突出部の上部に形成された第一接合部と、前記複数の突出部の側面に形成された第二接合部と、前記複数の突出部の間の前記第一の面に形成された複数の第三接合部とを有し、前記第一ないし第三接合部を介して他の半導体装置に接合される半導体装置が提供される。
本装置によれば、半導体装置と他の半導体装置(または基板)との接合強度が強くなる。
実施の形態1の半導体装置の平面図である。 図1のII-II線に沿った断面図である。 実施の形態1の半導体装置が接合される他の半導体装置の平面図である。 図3のIV-IV線に沿った断面図である。 半導体装置および半導体装置に接合された他の半導体装置を有するマルチチップ半導体装置の部分断面図である。 第一の半導体装置と接合材の接合強度を説明する断面図である。 突出部を有しない半導体装置とその表面に接する接合材の接合強度を説明する断面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する平面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 実施の形態1の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 突出部と、突出部を貫通する導電体を形成する別の製造方法を説明する工程断面図である。 突出部と、突出部を貫通する導電体を形成する別の製造方法を説明する工程断面図である。 突出部と、突出部を貫通する導電体を形成する別の製造方法を説明する工程断面図である。 突出部と、突出部を貫通する導電体を形成する別の製造方法を説明する工程断面図である。 実施の形態1の半導体装置の変形例の断面図である。 変形例が他の半導体装置に接合された状態の断面図である。 別の変形例の断面図である。 別の変形例の第二接合部の形成方法の一例を示す工程断面図である。 別の変形例の第二接合部の形成方法の一例を示す工程断面図である。 突出部のバリエーションを示す平面図である。 実施の形態2のマルチチップ半導体装置を説明する断面図である。 実施の形態2の集積回路チップの裏面近傍の部分拡大図である。 実施の形態2のマルチチップ半導体装置の変形例を説明する断面図である。 マルチチップ半導体装置(変形例)の接合部近傍の部分拡大図である。 実施の形態3のデバイスの部分断面図である。
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。尚、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
(実施の形態1)
(1)構成
図1は、本実施の形態の半導体装置2の平面図である。図2は、図1のII-II線に沿った断面図である。尚、図2には、II-II線のうち矢印4で示される範囲の断面図が示されている。
図2に示すように、半導体装置2は、半導体基板(例えば、Si基板)10と、複数の突出部12、第一接合部14、第二接合部16、および複数の第三接合部18を有している。また、半導体装置2は、第一接合部14に設けられた導電性の第一のバンプ20および第三接続部18に設けられた導電性の第二のバンプ22を有している。第一および第二のバンプ20,22は、例えば、SnAg系鉛フリー半田バンプである。
図2に示すように、突出部12は、半導体基板10の表面(すなわち、半導体基板10の第一の面15)に形成されている。この突出部12は、貫通孔を有する絶縁体である。貫通孔には、導電体17が設けられている。
図2に示すように、貫通孔に設けられた導電体17は、突出部12を貫通した先で、半導体基板10に設けられた端子19に接している。この端子19は、半導体装置2の内部回路(図示せず)に接続されてもよい。
第一接合部14は、突出部12の上部(例えば、突出部12の頂上)に形成されている。この第一接合部14は、導電体17を介して、半導体基板10の端子19に接続されている。
第二接合部16は、図2に示すように、突出部12の側面に形成されている。図2に示す例では、第二接合部16は、突出部12の上部側(第1接合部14に近い側)と下部側(第一の面15に近い側)に分離されている。第二接合部16の上側部分は、第一接合部14に接している。一方、第二接合部16の下側部分は、第三接合部18に接している。
尚、後述するように、第二接合部16は、突出部12の上部側または下部側のいずれか一方だけに形成してもよい。また、図2には、第一接合部14と第二接合部16の境界が実線で示されているが、第一接合部14と第二接合部16は同じ導電膜から形成されてもよい。この場合には、第一接合部14と第二接合部16には、物理的な境界は存在しない。第三接合部18と第二接合部16の境界についても、同様である。また、他の図面についても同様である。
第三接合部18は、突出部12の間の第一の面15に形成されている。第三接合部18は、図2に示すように、半導体基板10に設けられた端子21に接続されている。この端子21は、半導体装置2の内部回路(図示せず)に接続されてもよい。
第一ないし第三の接続部14,16,18は、導電膜(例えば、金属膜)である。
図1は、前述のように半導体装置2の平面図であり、バンプ20,22を透視した状態の半導体装置2の表面(第一の面15)である。半導体装置2の表面には、突出部12が、第一の方向24に第一のピッチP1で配置されている。同様に、半導体装置2の表面には、突出部12が、第一の方向24に直交する第二の方向26に第二のピッチP2(好ましくは、第一のピッチP1に等しい)で配置されている。そして、突出部12の間には、第三接合部18が形成されている。
半導体装置2は、第一ないし第三接合部14、16、18とバンプ20、22を介して他の半導体装置に接合される。
図3は、半導体装置2が接合される他の半導体装置2aの平面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿った断面図である。尚、図4は、VI-VI線のうち、矢印4aで示される範囲の断面図である。
他の半導体装置2aの構成は、半導体装置2と略同じである。すなわち、図4に示すように、他の半導体装置2aは、半導体基板10aを有している。更に、半導体装置2aは、複数の突出部12a、第一接合部14a、第二接合部16a、および複数の第三接合部18aを有している。
図4に示すように、突出部12aは、半導体基板10aの表面に形成されている。突出部12aは、貫通孔を有する絶縁体である。貫通孔には、突出部12aを貫通する導電体17aが設けられている。この導電体17aは、突出部12aを貫通し、半導体基板10aに設けられた端子19aに接している。
第一接合部14aは、突出部12aの上部(例えば、突出部12aの頂上)に形成されている。この第一接合部14aは、導電体17aを介して、半導体基板の端子19aに接続されている。
第二接合部16aは、図4に示すように、突出部12aの側面に形成されている。
一方、第三接合部18aは、突出部12aの間の第一の面15aに形成されている。図4に示すように、第三接合部18aは、半導体基板10aの端子21aに接続されている。
第一ないし第三の接続部14a,16a,18aは、導電膜(例えば、金属膜)である。
すなわち、他の半導体装置2aの構成は、半導体装置2と略同じである。但し、第一接合部14aおよび第三接合部18aに、バンプは設けられていない。
図3に示すように、他の半導体装置2aの表面には、突出部12aが、第一の方向24に第一のピッチP1で配置されている。同様に、半導体装置2aの表面には、突出部12aが、第一の方向24に直交する第二の方向26に第二のピッチP2(好ましくは、第一のピッチP1に等しい)で配置されている。そして、突出部12aの間には、第三接合部18aが形成されている。
図1及び3に示すように、他の半導体装置2a(図3)の突出部12aの位置は、半導体装置2(図1)の第三接合部18の位置に対応している。同様に、半導体装置2の突出部12の位置は、他の半導体装置2aの第三接合部18aの位置に対応している。
半導体装置2の突出部12および他の半導体装置2aの突出部12aは、半導体基板10,10aの表面に平行な所定の断面形状(例えば、四角形)および所定の寸法を有している。
従って、半導体装置2を他の半導体装置2aに重ねると、半導体装置2の複数の突出部12と他の半導体装置2aの複数の突出部12aが嵌合する。この状態で、半導体装置2に所定の荷重を印加しながらバンプ20,22を加熱するとバンプ20,22が他の半導体装置2aの接合部に接合して、半導体装置2と他の半導体装置2aが接合される。
尚、半導体装置2の突出部12の断面サイズは、他の半導体装置2aの第三接合部18aのサイズより僅かに小さくなっている。同様に、他の半導体装置2aの突出部12aの断面のサイズは、半導体装置2の第三接合部18のサイズより僅かに小さくなっている。
図5は、半導体装置2(以下、第一の半導体装置と呼ぶ)および他の半導体装置2a(以下、第二の半導体装置と呼ぶ)を有するマルチチップ半導体装置28の部分断面図である。
図5に示すように、マルチチップ半導体装置28では、第一の半導体装置2の突出部12の側面と、第二の半導体装置2aの突出部12aの側面が対向している。また、第一の半導体装置2の第一接合部14は、第二の半導体装置2aの第三接合部18aに対向している。同様に、第二の半導体装置2aの第一の接合部14aは、第一の半導体装置2の第三接合部18に対向している。このように、マルチチップ半導体装置28では、第一の半導体装置2の突出部12と第二の半導体装置2aの突出部12aが対向配置されている。
したがって、第一の半導体装置2の第二接合部16と第二の半導体装置2aの第二接合部16aは隣接している。この状態で、第一の半導体装置2と第二の半導体装置2aは接合されている。
マルチチップ半導体装置28は、例えば、パッケージ基板に搭載され、第二の半導体装置2aの外周部に設けられた電極パッドとパッケージ基板の周囲に設けられたリードがボンディングワイヤで接続されている。この状態で、マルチチップ半導体装置28は樹脂で封止されている。
尚、図2の半導体装置2には、第一接合部14および第三接合部18の上にバンプ20,22が設けられている。しかし、例えば、第一接合部14の上だけにバンプを設けてもよい。その場合には、第二の半導体装置2aの第三接合部18aの上にバンプが設けられる。
また、バンプの代わりに、導電性接着材(異方性の導電性接着材を含む)や金属粒子ペーストを接合部の上に設けてもよい。或いは、接合部にバンプ等の接合部材を設けずに、熱圧着により接合部を接合してもよい。
ところで、図5に示すように、第一の半導体装置2の第一接合部14と第二の半導体装置2aの第三接合部18aの間は、第一の接合材30で満たされている。更に、第一の半導体装置2の第二接合部16の上側部分(図5では、下側)と第二の半導体装置2aの第二接合部16aの下側部分の間も、第一の接合材30で満たされている。尚、第一の接合材30は、第一のバンプ20が加熱および加圧されて変形したものである。
従って、第一の半導体装置2と第一の接合材30の接触面積は、第一接合部14と第二接合部16の上側部分(図5では、下側)の面積の和になる。このため、第一の半導体装置2と第一の接合材30の接触面積は、第一接合部14の面積より、第二接合部16の上側部分の面積分大きくなる。その結果、第一の半導体装置2と第一の接合材30の接合強度が強くなる。
同様に、第二の半導体装置2aの第一接合部14aと第一の半導体装置2の第三接合部18の間は、第二の接合材32で満たされている。更に、第二の半導体装置2aの第二接合部16aの上側部分と第一の半導体装置2の第二接合部16の下側部分(図5では、上側)の間も、第二の接合材32で満たされている。従って、第一の半導体装置2と第一の接合材30の接合強度と同様、第一の半導体装置2と第二の接合材32の接合強度も強くなる。
このように、第一の半導体装置2に対する、第一の接合材30および第二の接合材32の接合強度が強くなる。同様に、第二の半導体装置2aに対する、第一の接合材30および第二の接合材32の接合強度も強くなる。
従って、本実施の形態のマルチチップ半導体装置28によれば、第一の半導体装置2と第二の半導体装置2aの接合強度が強くなる。
図6は、第一の半導体装置2と接合材30,32の接合強度を説明する断面図である。
接合部14,16,18は、接合部14,16,18以外の半導体基板10の表面(例えば、ポリイミド膜)より接合材30,32と接合しやすい導電膜(例えば、金属膜)で形成されている。したがって、半導体装置2と接合材30,32は、接合部14,16,18で接合する。
したがって、半導体装置2と第一の接合材30の接合強度は、第一の接合材30と接合部14,16,18の接触面積に依存する。第二の接合材32と半導体装置2の接合強度についても、同様である。
例えば、図6に示すように、第一接合部14は、一辺Aが140μmの矩形であるとする。また、第三接合部18の露出部は、一辺Bが180μmの矩形であるとする。第二接合部16の上側部分および下側部分の幅Cは、それぞれ20μmであるとする。
この場合の突出部12一つあたりの、第一の半導体装置2と第一の接合材30の接触面積は、略30,800μm(=140μm×140μm+20μm×140μ×4)になる。また、第一の半導体装置2と第二の接合材32の接触面積は、略46,800μm(=180μm×180μm+20μm×180μ×4)になる。
図7は、突出部12を有しない半導体装置2bとその表面に接する第三の接合材34の接合強度を説明する断面図である。図7に示すように、第三の半導体装置2bの第三の接合材34は、半導体装置2bの表面に設けられた電極パッド36に接しているとする。尚、第三の半導体装置2bの表面は、電極パッド36上の開口部を除き、ポリイミド膜などの絶縁膜38で覆われているとする。第三の接合材34は、第三の半導体装置2bが他の半導体装置に接合される際に、用いられるバンプである。
ところで、第一の半導体装置2(図6)では、第一接合部14と第三接合部18が交互に配置されている。そこで、第三の半導体装置2b(図7)の電極パッド36のピッチが第一の半導体装置2における第一接合部14のピッチP1の半分(=160μm)に等しいとして、第一の半導体装置2および第三の半導体装置2bの接合材に対する接合強度を比較する。
今、第三の半導体装置2b(図7)では、第三の接合材34が互いに接触しないように、絶縁膜38の開口部の直径Dが、電極パッド36のピッチ(=160μm)より小さくなっている。
開口部の直径Dは、例えば100μmである。この場合、電極パッド36と第三の接合材34の接触面積は、7,850μm(=50μm×50μm×3.14)になる。
従って、第一の半導体装置2の接合部と第一の接合材30の接触面積(=30,800μm)は、電極パッド36と第三の接合材34の接触面積(=7,850μm)の4倍である。更に、第一の半導体装置2の接合部と第二の接合材32の接触面積(=46,800μm)は、電極パッド36と第三の接合材34の接触面積(=7,850μm)の6倍である。
従って、第一の半導体装置2と接合材30,32の接合強度は、突出部12を有さない第三の半導体装置2bと第三の接合材34の接合強度の4倍以上になる。
ところで、接合強度が特に問題になるマイクロバンプの直径は、200μm以下である。一方、第一の接合部14は、その一辺が10μm以上であれば容易に形成することができる。したがって、第一の接合部14の面積は、100μm(=10μm×10μm)以上40,000μm(=200μm×200μm)以下が好ましく、更に好ましくは400μm以上10,000μmであり、最も好ましくは1,000μm以上4,000μm以下である。
(2)製造方法
図8は、半導体装置2の製造方法を説明する平面図である。図9乃至14は、半導体装置2の製造方法を説明する工程断面図である。尚、図9乃至14は、図8のix−ix線のうち、矢印4bに示す範囲における工程断面図である。
(i)端子の形成工程(図8、図9(a))
まず、半導体基板10aの表面(第一の面)に、図8および図9(a)に示すように、複数の端子19,21(外部端子)を形成する。半導体基板10aの表面には、例えば半導装置の内部回路(集積回路等)が設けられていている。
尚、複数の端子19,21は、図9(a)に示すように、第一の端子19および第二の端子21を有している。これら第一の端子19および第二の端子21は、第一の方向24および第二の方向26に交互に配置される。
本工程により、半導体基板10aの表面(第一の面)に、複数の端子19,21が形成される。
(ii)導電体の形成工程(図9(b)〜図10(a))
図9(b)に示すように、半導体基板10aの表面に、例えばバリアメタル(例えば、Ti、Cr、Ni等の積層膜及び単層膜)40を堆積する。その後、バリアメタル40の上に、図9(c)に示すように、レジスト膜42aを形成する。このレジスト膜42aに、第一の端子19の中央部上のバリアメタル40を露出させる開口部44aが設けられる。
次に、図9(d)に示すように、バリアメタル40をシード層として電解メッキにより、レジスト膜42aの開口部44a内に、Ni膜(図示せず)を形成する。このNi膜の上に、電解メッキにより柱状の導電体(Cuピラー46)を形成する。
Cuピラーの形成後、図10(a)に示すように、レジスト膜42aおよびバリアメタル40(Cuピラーで覆われた部分は除く)を除去する。
本工程により、半導体基板10aが有する複数の端子19,21のうち、第一の方向24およ第二の方向26に一つおきに配置された第一の端子19上に柱状の導電体(Cuピラー46)が形成される。
(iii)突出部の形成工程(図10(b)〜(c))
Cuピラー46が形成された半導体基板10aの表面に、例えばSOD(spin-on-dielectric)法により、絶縁膜48aを形成する(図10(b))。
その後、図10(c)に示すように、絶縁膜48aを、Cuピラー46を取り囲み、周辺の第二の端子21に重ならない領域を残してエッチングする。これにより、Cuピラー46(柱状の導電体)を取り囲む突出部12(柱状の絶縁体)が形成される。
(iv)第二接合部の下側部分および第三接合部の形成工程(図11(a)〜(c))
まず、半導体基板10aの表面、突出部12の頂上、および突出部12の側面を覆う導電膜50a(例えば、Al膜)を形成する(図11(a))。
その後、レジスト膜42bを形成する(図11(b))。このレジスト膜42bをマスクとして、ウエットエッチングにより、導電膜50aを除去する(図11(c))。
本工程により、第二接合部16の下側部分16unおよび第三接合部18が形成される。
(v)第二接合部の上側部分および第一接合部の形成工程(図12(a)〜図14(a))
レジスト膜42bの上に、突出部12の頂上とその側面の一部を露出させるレジスト膜42cを形成する(図12(a))。
突出部12の露出面(頂上および側面の一部)およびレジスト膜42cの上に導電膜50b(例えば、Al膜)を堆積する(図12(b))。この導電膜50bの上に、レジスト膜42dを形成する(図12(c))。
その後、レジスト膜42dに、開口部44bを形成する。図13(a)に示すように、開口部44bは突出部12の間に設けられる。この時、突出部側面の導電膜50bは、露出しないようにする。
次に、開口部44bの底に露出した導電膜50bをエッチングする(図13(b))。その後、レジスト膜42b〜42dを除去する(図14(a))。
以上により、第二接合部16の上側部分16upおよび第一接合部14が形成される。
上記「(iv)第二接合部の下側部分および第三接合部の形成工程」および本工程により、突出部12(柱状の絶縁体)の上部、その側面、および突出部12の間に導電性の接合部14、16、18が形成される。
(vi)バンプの形成工程(図14(b))
図14(b)に示すように、第一接合部14および第三接合部18に、メッキとリフロー処理によりバンプ20,22を形成する。
上述の(i)〜(vi)の工程はウエハ単位で行い、バンプ20、22の形成後、ウエハから分割して、半導体装置2を形成する。
図15及び16は、突出部12と、突出部12を貫通する導電体56aを形成する別の製造方法を説明する工程断面図である。
まず、上記「(i)端子の形成工程」によって複数の端子19,21が形成された半導体基板10a(図15(a))の表面に、例えばSOD(spin-on-dielectric)法により、絶縁膜48aを形成する(図15(b))。
この絶縁膜48aを部分的にエッチングして、複数の端子19,21のうち、第一の方向24および第二の方向26に一つおき配置された第一の端子19上に、貫通孔52を有する突出部12(柱状の絶縁体)を形成する(図15(c))。
次に、この突出部12の間に、レジスト膜42dを形成する。このレジスト膜42d、突出部12の上、および貫通孔52の内部に導電膜50cを堆積する(図16(a))。その後、突出部12の上およびレジスト膜42dの上の導電膜50cを除去し、更にレジスト膜42dを除去する(図16(b))。
以上の工程(図15及び16)により、突出部12と、突出部12を貫通する導電体56aが形成される。その後、上記「(iv)第二接合部の下側部分および第三接合部の形成工程」以降の工程が実施されることで、半導体装置2が形成される。
図17及び18は、突出部12と、突出部12を貫通する導電体56bを形成する別の製造方法を説明する工程断面図である。
まず、上記「(i)端子の形成工程」によって複数の端子19,21が形成された半導体基板10a(図17(a))の表面に、例えばP−CVD(plasma chemical vapor deposition)法により、絶縁膜48bを形成する(図17(b))。
次に、第一の端子19の上側にこの絶縁膜48bを貫通するビアホール55を形成し、このビアホールにダマシン法により導電体56bを形成する。更に、導電体56bに接する導電性のパッド58を、絶縁膜48bの上に形成する(図17(c))。その後、上記工程を所定の回数繰り返す。但し、最後の工程では、導電性パッド58は形成しない。
すると、図18(a)に示すように、第一の端子19の上方にビアホール55(貫通孔)が設けられた絶縁膜48b、このビアホールに充填された導電体56b、および絶縁膜48b上に設けられた導電性パッド58を有する複数の導電体埋め込み層60が、半導体基板10aの表面に積層される(図18(a))。但し、図18(a)に示すように、最上層の導電体埋め込み層には、導電性パッド58は設けられない。
その後、複数の導電体埋め込み層60をエッチングして、導電体56bおよび導電性パッド58を取り囲む突出部12を形成する(図18(b))。このエッチングにより、突出部12を貫通する導電体56cが形成される。
以上の工程により、突出部12、および突出部12を貫通する導電体56cが形成される。その後、上記「(iv)第二接合部の下側部分および第三接合部の形成工程」以降の工程が実施されることで、半導体装置2が形成される。
(3)変形例
図19は、半導体装置2の変形例2cの断面図である。図20は、変形例2cが他の半導体装置2dに接合された状態の断面図である。
図2に示す半導体装置2の第二接合部16は、上部側と下部側に分離されている。一方、図19に示す変形例2cの第二接合部16Aは分離しておらず、第一接合部14に接している。
このように、変形例2cでは、突出部12の側面の下部側には、第二接合部16Aは設けられていない。しかし、図20に示すように、突出部側面の上部側(図20では、下側)の第二接合部16Aに第一の接合材30Aが這い上がって密着するので、第一の接合材30Aと変形例2cの接触面積は増加する。このため、変形例2cと第一の接合材30Aの接合強度が強くなる。その結果、変形例2cと他の半導体装置2dの接合強度が強くなる。
図21は、半導体装置2の別の変形例2eの断面図である。図21に示す変形例2eの第二接合部16Bも分離しておらず、第三接合部18に接している。
すなわち、変形例2eでは、突出部12の側面の上部側に第二接合部16Bは設けていない。しかし、他の半導体装置と接合すると、突出部12の側面の下部側に設けられた第二接合部16Bに接合材(バンプ22)が密着するので、変形例2eと接合材の接触面積が増加する。このため、変形例2eと接合材の接合強度が強くなる。その結果、変形例2eと他の半導体装置の接合強度が強くなる。
変形例2eの第二接合部16Bは、突出部12の側面に形成された導電膜を、側面上部で部分的にエッチングすることで形成される。このような側面上部におけるエッチングには、突出部12の側面上部に開口部を有するレジスト膜が用いられる。しかし、リソグラフィ技術によって、レジスト膜の側面にこのような開口部を形成することは容易ではない。
図22及び23は、図21に示す変形例2eの第二接合部16Bの形成方法の一例を示す工程断面図である。
まず、図11(a)を参照して説明した導電膜形成工程により、突出部12の頂上、突出部12の側面、および突出部12の間に導電膜50a(例えば、Al膜)を形成する(図22(a))。
次に、メタルマスク62aの開口部64aから突出部12の間にレジスト液を注入して、突出部12の下部を覆うレジスト42eを形成する(図22(b))。この時、半導体基板10aの表面も、レジスト膜42eで覆われる。
更に、図23(a)に示すように、別のメタルマスク62bの開口部から突出部12の頂上にレジスト液を注入して、突出部12の頂上を覆うレジスト膜42fを形成する。
以上の工程により、図23(b)に示すように、突出部12の側面上部だけを露出させるレジスト膜42e,42fが形成される。
その後、レジスト膜から露出した導電膜50aをエッチングにて除去する。これにより、図21に示す第二接合部16Bを形成できる。
図24は、半導体装置表面の上方から見た突出部12の形状のバリエーションを示す平面図である。図24には、半導体装置2に接合される他の半導体装置2aの突出部12aも示されている。
図1及び2を参照して説明した突出部12の断面形状(半導体基板10に平行な断面の形状)は四角形である(図24(a))。しかし、突出部12の断面形状は、他の形であってもよい。例えば、突出部12の断面形状は、8角形、10角形、12角形、または円形であってもよい。
突出部12の断面形状が4角形や8角形の場合(図24(a)及び(b))、断面の一辺に沿った広い領域68aで、半導体装置2の突出部12と他の半導体装置2aの突出部12aが近接する。一方、突出部12の断面形状が10角形(図24(c))や円形(図24(d))の場合、半導体装置2の突出部12と他の半導体装置2aの突出部12aは、極狭い領域68bでのみ近接する。このように、極狭い領域68bで突出部同士が近接する場合も極狭い領域68bの第二接合部に接合材が這い上がり、半導体装置2と他の半導体装置2aの接合強度は強化される。
尚、突出部同士が広い領域68aおよび狭い領域68bのいずれで近接しても、半導体装置2の第二接合部(突出部側面の接合部)と他の半導体装置2aの第二接合部の間に、別の接合部は介在しない。すなわち、半導体装置2と他の半導体装置2aが接合されると、半導体装置2の第二接合部と他の半導体装置2aの接合部は隣接する。
また、図24(e)に示すように、半導体装置2の突出部12と他の半導体装置2aの突出部12aの断面形状は異なってもよい。
(実施の形態2)
図25は、本実施の形態のマルチチップ半導体装置28aを説明する断面図である。尚、実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
本実施の形態のマルチチップ半導体装置28aは、図25(a)に示すように、第一の半導体装置2および第二の半導体装置2fを有している。第一の半導体装置2は、実施の形態1で説明した半導体装置2である。一方、第二の半導体装置2fは、集積回路等の内部回路が表面に設けられた半導体基板10bを有している。
図26は、この半導体基板10bの裏面近傍の部分拡大図である。半導体基板10bの裏面には、半導体装置2(図2)の表面と同様に、複数の突出部12bおよび第一ないし第三接合部14b,16b,18bが設けられている。
そして、第一接合部14bは、半導体基板10bを貫通するビアホール(以下、基板貫通ビアホールと呼ぶ)に設けられた導電体54aおよび突出部12bを貫通する導電体17を介して、第二の半導体装置2fの内部回路に接続されている。
更に、突出部12bの間に設けられた第三接合部18bは、基板貫通ビアホールに設けられた導電体54bを介して、第二の半導体装置2fの内部回路に接続されている。
図25(b)には、第一の半導体装置2と第二の半導体装置2fが接合されたマルチチップ半導体装置28aの断面が示されている。第一の半導体装置2と第二の半導体装置2fは、実施の形態1のマルチチップ半導体装置28と同様、第一ないし第三接合部14b,16b,18bで接合材を介して接合されている。
図25(c)には、マルチチップ半導体装置28aが、パッケージ基板70に搭載された状態が示されている。マルチチップ半導体装置28aは、図25(c)に示すように、第二の半導体装置2fの表面に設けられたバンプ72によりパッケージ基板70に接合される。パッケージ基板70の裏面には、例えばボールグリッドアレイ(図示せず)が設けている。第二の半導体装置2fは、パッケージ基板70を貫通する導電体を介して、このボールグリッドアレイに接続されている。
図27は、マルチチップ半導体装置28aの変形例28bを説明する断面図である。変形例28bは、図27(a)に示すように、第三の半導体装置2gおよび第四の半導体装置74を有している。
第三の半導体装置2gは、実施の形態1の半導体装置2と異なり、第三接合部18を有していない。その他の構成は、実施の形態1の半導体装置2と略同じである。
第四の半導体装置74は、第二の半導体装置2fと異なり、突出部12b、第一接合部14b、第二接合部16b、および第三接合部18bを有していない。その他の構成は、第二の半導体装置2fと略同じである。
図27(b)には、第三の半導体装置2gと第四の半導体装置74が接合されたマルチチップ半導体装置28bの断面が示されている。図28は、マルチチップ半導体装置28bの接合部近傍の部分拡大図である。図27(b)および図28に示すように、第三の半導体装置2gの突出部12は、第四の半導体装置74のシリコン貫通ビアホール55aに嵌合される。そして、第三の半導体装置2gの第一接合部14cが、基板貫通ビアホール55aに設けられた導電体54aに接合材30a(第一接合部に設けられたバンプ20)により接合される。
図27(c)には、マルチチップ半導体装置28bが、パッケージ基板70に搭載された状態が示されている。マルチチップ半導体装置28bは、第四の半導体装置74の表面に設けられたバンプ72によりパッケージ基板70に接合される。
尚、第三の半導体装置2gは、例えば実施の形態1の半導体装置2の製造方法において、バンプ20の形成前に、突出部12の間の導電膜50aを除去することで形成される。すなわち、第三の半導体装置2gの製造方法では、突出部12(柱状の絶縁体)の上部および側面に第1接合部と第2接合部(導電性の接合部)を形成する。
(実施の形態3)
図29は、本実施の形態のデバイス76の部分断面図である。
デバイス76は、例えば図29に示すように、実施の形態1の半導体装置2(図2)および基板78を有している。尚、半導体装置2の突出部12は、以下、第一突出部と呼ばれる。
基板78は、平坦基板80と、平坦基板80の表面(第一の面)に形成された複数の第二突出部12Aを有している。基板78は、更に、複数の第二突出部12Aの上部に形成された第四接合部14Aと、複数の第二突出部12Aの側面に形成された第五接合部16Aと、複数の第二突出部12Aの間の平坦基板80の表面に形成された複数の第六接合部18Aとを有している。
また、基板78は、例えば、平坦基板80の裏面に配置されたボールグリッドアレイ82およびボールグリッドアレイ82に接続された貫通導電体84を有している。ここで、平坦基板80は、例えばパッケージ基板やシリコンインターポーザである。
そして、デバイス76では、半導体装置2と基板78が、側面で対向配置された複数の第一突出部12と複数の第二突出部12Aの第二接合部16と第五接合部16Aとが隣接した状態で接合されている。
従って、本実施の形態のデバイス76でも、図5を参照して説明したマルチチップ半導体装置28と同様、半導体装置2と基板80の接合強度が強くなる。
以上の実施の形態1〜3に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
半導体装置の第一の面に形成された複数の突出部と、
前記複数の突出部の上部に形成された第一接合部と、
前記複数の突出部の側面に形成された第二接合部と、
前記複数の突出部の間の前記第一の面に形成された複数の第三接合部とを有し、
前記第一ないし第三接合部を介して他の半導体装置に接合される
ことを特徴とする半導体装置。
(付記2)
前記第二接合部は、前記複数の突出部の上部側と下部側に分離されている
ことを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記3)
前記複数の突出部は、絶縁体であり、
前記絶縁体を貫通する導電体を介して前記第一接合部が前記半導体装置の内部回路と接続されている
ことを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記4)
前記第一接合部の上に形成された突起電極を介して、前記他の半導体装置に接合される
ことを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記5)
半導体装置の第一の面に形成された複数の突出部と、前記複数の突出部の上部に形成された第一接合部と、前記複数の突出部の側面に形成された第二接合部と、前記複数の突出部の間の前記第一の面に形成された複数の第三接合部とを有する第一及び第二の半導体装置を備え、
前記第一及び第二の半導体装置が、対向配置された前記複数の突出部の前記第二接合部が隣接した状態で接合される
ことを特徴とするマルチチップ半導体装置。
(付記6)
前記第二の半導体装置の前記第三接合部は、基板貫通ビアホールに設けられた導電体を介して前記第二の半導体装置の内部回路に接続されている
ことを特徴とする付記5記載のマルチチップ半導体装置。
(付記7)
半導体装置の第一の面に形成された複数の第一突出部と、前記複数の第一突出部の上部に形成された第一接合部と、前記複数の第一突出部の側面に形成された第二接合部と、前記複数の第一突出部の間の前記第一の面に形成された第三接合部とを有する半導体装置と、
基板の第二の面に形成された複数の第二突出部と、前記複数の第二突出部の上部に形成された第四接合部と、前記複数の第二突出部の側面に形成された第五接合部と、前記複数の第二突出部の間の前記第二の面に形成された複数の第六接合部とを有する基板とを有し、
前記半導体装置と前記基板が、対向配置された前記複数の第一突出部と前記複数の第二突出部の前記第二接合部と前記第五接合部とが隣接した状態で接合されている
ことを特徴とするデバイス。
(付記8)
半導体装置の第一の面に複数の端子を形成する工程と、
前記複数の端子のうち、第一の方向および前記第一の方向と直交する第二の方向に一つおきに配置された端子上に柱状の導電体を形成する工程と、
前記柱状の導電体を取り囲む柱状の絶縁体を形成する工程と、
前記柱状の絶縁体の上部および側面に導電性の接合部を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記9)
半導体装置の第一の面に複数の端子を形成する工程と、
前記複数の端子のうち、第一の方向および前記第一の方向と直交する第二の方向に一つおき配置された端子上に貫通孔を有する柱状の絶縁体を形成する工程と、
前記貫通孔に導電体を設ける工程と、
前記柱状の絶縁体の上部および側面に導電性の接合部を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記10)
半導体装置の第一の面に複数の端子を形成する工程と、
前記複数の端子のうち第一の方向および前記第一の方向と直交する第二の方向に一つおき配置された端子の上方に貫通孔が設けられた絶縁膜、前記貫通孔に設けられた導電体を有する複数の導電体埋め込み層を、前記第一の面に積層する工程と、
前記複数の導電体埋め込み層をエッチングして、前記導電体および導電性パッドを取り囲む柱状の絶縁体を形成する工程と、
前記柱状の絶縁体の上部および側面に導電性の接合部を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記11)
半導体装置の第一の面に形成された複数の突出部と、
前記複数の突出部の上部に形成された第一接合部と、
前記複数の突出部の側面に形成された第二接合部と、
前記第一および第二接合部を介して他の半導体装置に接合される
ことを特徴とする半導体装置。
2・・・半導体装置
10・・・集積回路チップ
12・・・突出部
14・・・第一接合部
16・・・第二接合部
18・・・第三接合部
28・・・マルチチップ半導体装置
46・・・Cuピラー
52・・・貫通孔
54・・・導電体
60・・・導電体埋め込み層
76・・・デバイス
78・・・基板

Claims (10)

  1. 半導体装置の第一の面に形成された複数の突出部と、
    前記複数の突出部の上部に形成された導電性の第一接合部と、
    前記複数の突出部の側面に上部側と下部側に分離して形成された導電性の第二接合部と、
    前記複数の突出部の間の前記第一の面に形成された導電性の複数の第三接合部とを有し、
    前記第一ないし第三接合部を介して他の半導体装置に接合される
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記第二接合部の上部側の各々は前記第一接合部の各々に接続され、前記第二接合部の下部側の各々は前記複数の第三接合部の少なくとも一つに接続される
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記複数の突出部は、絶縁体であり、
    前記絶縁体を貫通する導電体を介して前記第一接合部が前記半導体装置の内部回路と接続されている
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 前記第一接合部の上に形成された突起電極を介して、前記他の半導体装置に接合される
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  5. 半導体装置の第一の面に形成された複数の突出部と、前記複数の突出部の上部に形成された導電性の第一接合部と前記複数の突出部の側面に上部側と下部側に分離して形成された導電性の第二接合部と、前記複数の突出部の間の前記第一の面に形成された導電性の複数の第三接合部とを有する第一及び第二の半導体装置を備え、
    前記第一及び第二の半導体装置が、対向配置された前記複数の突出部の前記第二接合部が隣接した状態で接合される
    ことを特徴とするマルチチップ半導体装置。
  6. 前記第二の半導体装置の前記第三接合部は、基板貫通ビアホールに設けられた導電体を介して前記第二の半導体装置の内部回路に接続されている
    ことを特徴とする請求項5記載のマルチチップ半導体装置。
  7. 半導体装置の第一の面に形成された複数の第一突出部と、前記複数の第一突出部の上部に形成された導電性の第一接合部と、前記複数の第一突出部の側面に上部側と下部側に分離して形成された導電性の第二接合部と、前記複数の第一突出部の間の前記半導体装置の前記第一の面に形成された導電性の複数の第三接合部とを有する半導体装置と、
    基板の第二の面に形成された複数の第二突出部と、前記複数の第二突出部の上部に形成された第四接合部と、前記複数の第二突出部の側面に上部側と下部側に分離して形成された導電性の第五接合部と、前記複数の第二突出部の間の前記基板の前記第二の面に形成された複数の第六接合部とを有する基板とを有し、
    前記半導体装置と前記基板が、対向配置された前記複数の第一突出部と前記複数の第二突出部の前記第二接合部と前記第五接合部とが隣接した状態で接合されている
    ことを特徴とするデバイス。
  8. 半導体装置の第一の面に、第一の方向および前記第一の方向とは異なる第二の方向に交互に配置された第一の端子と第二の端子とを形成する工程と、
    前記第一の端子上に柱状の導電体を形成する工程と、
    前記柱状の導電体の側面を取り囲み前記柱状の導電体の上部を露出させる柱状の絶縁体を形成する工程と、
    前記柱状の絶縁体の上部上の導電性の第一接合部と、前記柱状の絶縁体の側面の上部側と下部側に分離した導電性の第二接合部と、前記第二の端子に接続された前記第一の面上の導電性の第三接合部とを形成する工程とを有する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 半導体装置の第一の面に、第一の方向および前記第一の方向とは異なる第二の方向に交互に配置された第一の端子と第二の端子とを形成する工程と、
    前記第一の端子上に貫通孔を有する柱状の絶縁体を形成する工程と、
    前記貫通孔に導電体を設ける工程と、
    前記柱状の絶縁体の上部上の導電性の第一接合部と、前記柱状の絶縁体の側面の上部側と下部側に分離した導電性の第二接合部と、前記第二の端子に接続された前記第一の面上の導電性の第三接合部とを形成する工程とを有する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. 半導体装置の第一の面に、第一の方向および前記第一の方向とは異なる第二の方向に交互に配置された第一の端子と第二の端子とを形成する工程と、
    前記第一の端子の上方に貫通孔が設けられた絶縁膜と、前記貫通孔に設けられた導電体と、前記絶縁膜上に設けられ前記導電体に接続された導電性パッドとを有する複数の導電体埋め込み層を、前記第一の面に積層する工程と、
    前記複数の導電体埋め込み層をエッチングして、前記導電体および前記導電性パッドを取り囲む柱状の絶縁体を形成する工程と、
    前記柱状の絶縁体の上部上の導電性の第一接合部と、前記柱状の絶縁体の側面の上部側と下部側に分離した導電性の第二接合部と、前記第二の端子に接続された前記第一の面上の導電性の第三接合部とを形成する工程とを有する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2011165227A 2011-07-28 2011-07-28 半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法 Active JP5682496B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011165227A JP5682496B2 (ja) 2011-07-28 2011-07-28 半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法
US13/525,719 US9142516B2 (en) 2011-07-28 2012-06-18 Semiconductor device and manufacturing method therefor
US14/827,891 US9355974B2 (en) 2011-07-28 2015-08-17 Semiconductor device and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011165227A JP5682496B2 (ja) 2011-07-28 2011-07-28 半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013030595A JP2013030595A (ja) 2013-02-07
JP5682496B2 true JP5682496B2 (ja) 2015-03-11

Family

ID=47596575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011165227A Active JP5682496B2 (ja) 2011-07-28 2011-07-28 半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9142516B2 (ja)
JP (1) JP5682496B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6261354B2 (ja) * 2014-01-27 2018-01-17 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation チップ実装構造体およびその製造方法
US9385077B2 (en) * 2014-07-11 2016-07-05 Qualcomm Incorporated Integrated device comprising coaxial interconnect
US10074625B2 (en) * 2015-09-20 2018-09-11 Qualcomm Incorporated Wafer level package (WLP) ball support using cavity structure
US20170179066A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Russell S. Aoki Bulk solder removal on processor packaging

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05347327A (ja) 1992-06-15 1993-12-27 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の接続方法
JPH10294339A (ja) 1997-04-17 1998-11-04 Toyo Commun Equip Co Ltd Bga方式の実装部品搭載用のプリント基板
JPH1154565A (ja) 1997-08-07 1999-02-26 Hitachi Ltd 半導体装置
US6426642B1 (en) * 1999-02-16 2002-07-30 Micron Technology, Inc. Insert for seating a microelectronic device having a protrusion and a plurality of raised-contacts
JP2002270718A (ja) 2001-03-07 2002-09-20 Seiko Epson Corp 配線基板及びその製造方法、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
US7262368B2 (en) 2004-08-13 2007-08-28 Tessera, Inc. Connection structures for microelectronic devices and methods for forming such structures
TWI273667B (en) * 2005-08-30 2007-02-11 Via Tech Inc Chip package and bump connecting structure thereof
US7713861B2 (en) * 2007-10-13 2010-05-11 Wan-Ling Yu Method of forming metallic bump and seal for semiconductor device
US8053900B2 (en) * 2008-10-21 2011-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Through-substrate vias (TSVs) electrically connected to a bond pad design with reduced dishing effect
TWI412107B (zh) * 2009-10-02 2013-10-11 Ind Tech Res Inst 凸塊結構、晶片封裝結構及該凸塊結構之製備方法
JP2011091087A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Fujitsu Ltd 半導体装置とその製造方法
US9018758B2 (en) * 2010-06-02 2015-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Cu pillar bump with non-metal sidewall spacer and metal top cap

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013030595A (ja) 2013-02-07
US20130026649A1 (en) 2013-01-31
US20150357299A1 (en) 2015-12-10
US9355974B2 (en) 2016-05-31
US9142516B2 (en) 2015-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI811191B (zh) 半導體裝置及其製造方法
JP5132101B2 (ja) スタックパッケージ構造体及びその製造に用いる単体パッケージと、それらの製造方法
US7728437B2 (en) Semiconductor package form within an encapsulation
JP5658442B2 (ja) 電子部品とその製造方法
KR102061342B1 (ko) 강화된 범프 체결 구조를 포함하는 전자 소자의 패키지 및 제조 방법
CN108231716B (zh) 封装结构及其制造方法
US9595509B1 (en) Stacked microelectronic package assemblies and methods for the fabrication thereof
JP5663607B2 (ja) 半導体装置
TW201011872A (en) Package substrate having semiconductor component embedded therein and fabrication method thereof
US9659806B2 (en) Semiconductor package having conductive pillars
US20160049359A1 (en) Interposer with conductive post and fabrication method thereof
KR101538541B1 (ko) 반도체 디바이스
WO2014120484A1 (en) Top package of a package-on-package for memory dies
US20150097318A1 (en) Manufacturing method of interposed substrate
CN105633055B (zh) 半导体封装结构的制法
JP5682496B2 (ja) 半導体装置、マルチチップ半導体装置、デバイス、及び半導体装置の製造方法
US8697566B2 (en) Bump structure and manufacturing method thereof
KR20240017393A (ko) 반도체 장치 및 이의 제조 방법
JP2009152503A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP6319013B2 (ja) 電子装置及び電子装置の製造方法
TWI578472B (zh) 封裝基板、半導體封裝件及其製法
TWI579994B (zh) 封裝結構
US9030017B2 (en) Z-connection using electroless plating
WO2014142178A1 (ja) 半導体チップ及び半導体チップを有する半導体装置
JP2011091087A (ja) 半導体装置とその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140902

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141229

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5682496

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350