JP6737009B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
第1実施形態について、図1を参照して述べる。本実施形態の半導体装置S1は、図1に示すように、基板10、表面絶縁膜11、裏面絶縁膜14、回路素子20a、回路用配線22、貫通電極30、電極絶縁膜12、サーマルビア40、サーマルビア絶縁膜13、放熱用配線41、放熱用ビア50を有している。本実施形態にかかる半導体装置S1は、例えば、自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用される。
次に、サーマルビア40、放熱用配線41および放熱用ビア50の他の配置関係の例について、図6ないし19を参照して説明する。図7、9、11、13、15、16、18および19についても、図5と同様にサーマルビア40近傍の断面構成を示している。
第2実施形態にかかる半導体装置について、図22を参照して説明する。本実施形態は、図22に示したように、放熱用ビア50が表面10a側に設けられておらず、裏面10b側に設けられているところが、上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点を中心に述べることとする。
第3実施形態にかかる半導体装置について、図25を参照して説明する。本実施形態は、図25に示したように、放熱用ビア50が表面10a側および裏面10b側の両面に設けられているところが、上記第1、第2実施形態と相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。
第4実施形態にかかる半導体装置について、図28を参照して説明する。本実施形態は、図28に示したように、貫通電極30と電極絶縁膜12との間に基板10からなる電極環状層103、サーマルビア40とサーマルビア絶縁膜13との間に基板10からなるサーマルビア環状層104を有する(以下「環状構造」という。)。この点が上記第1ないし第3実施形態と相違し、この相違点である環状構造を中心に述べることとする。
第5実施形態にかかる半導体装置について、図32を参照して説明する。本実施形態は、図32に示したように、半導体チップの貫通電極30に第1のバンプ31を、サーマルビア40に第2のバンプ42を設け、これらの複数の半導体チップを積層した構造である点で、上記第1ないし第4実施形態と相違し、この相違点を中心に述べることとする。
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置は、本発明の半導体装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
12 電極絶縁膜
13 サーマルビア絶縁膜
20a 回路素子
22 回路用配線
30 貫通電極
40 サーマルビア
41 放熱用配線
50 放熱用ビア
104 サーマルビア環状層
Claims (9)
- 一面側を表面(10a)、他面側を裏面(10b)とする基板(10)と、
前記表面の上に設けられた表面絶縁膜(11)と、
前記裏面の上に設けられた裏面絶縁膜(14)と、
前記表面側に配置された回路素子(20a)と、
前記表面絶縁膜の上に形成されると共に、前記回路素子に電気的に接続された回路用配線(22)と、
前記基板に設けられた第1の貫通孔(101)の内壁に設けられた電極絶縁膜(12)と、
前記第1の貫通孔の内部に前記電極絶縁膜を介して配置され、前記基板を貫通するように設けられ、前記回路用配線を介して前記回路素子と電気的に接続された貫通電極(30)と、
前記基板に設けられた第2の貫通孔(102)の内壁に設けられたサーマルビア絶縁膜(13)と、
前記第2の貫通孔の内部に前記サーマルビア絶縁膜を介して配置され、前記基板を貫通するように設けられ、前記貫通電極から離れて配置されたサーマルビア(40)と、
前記表面絶縁膜の上に形成されると共に、前記サーマルビアに接して設けられた放熱用配線(41)と、
前記表面絶縁膜と前記裏面絶縁膜の少なくとも一方を貫通するように配置され、前記基板と接して設けられると共に、前記サーマルビアへの放熱経路を構成する放熱用ビア(50)と、を備える半導体チップを有し、
前記放熱用ビアは、前記裏面に配置されている半導体装置。 - 前記サーマルビアと前記サーマルビア絶縁膜との間にSiからなる環状の層を有する請求項1に記載の半導体装置。
- 前記放熱用ビアは、前記サーマルビアの周囲に複数配置されている請求項1または請求項2のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記サーマルビアは複数備えられ、該複数のサーマルビアが前記放熱用配線を介して繋げられている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記放熱用ビアは、前記基板の両面に配置されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記放熱用ビアは、Ti、TiSi2、W、WSin、Co、CoSi2の群から選ばれる少なくとも1つを含む材料である請求項1ないし5のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記サーマルビアは、Snを主成分とするはんだ材、Cu、W、Poly−Siの群から選ばれる少なくとも1つを含む材料である請求項1ないし6のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記貫通電極のうち前記裏面に露出した部位に第1のバンプ(31)を備えると共に、前記サーマルビアのうち前記裏面に露出した部位に第2のバンプ(42)を備える前記半導体チップが2つ以上積層されてなり、積層された複数の半導体チップの前記サーマルビアが前記第2のバンプを介して繋げられている請求項1ないし7のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 一面側を表面(10a)、他面側を裏面(10b)とする基板(10)と、
前記表面の上に設けられた表面絶縁膜(11)と、
前記裏面の上に設けられた裏面絶縁膜(14)と、
前記表面側に配置された回路素子(20a)と、
前記表面絶縁膜の上に形成されると共に、前記回路素子に電気的に接続された回路用配線(22)と、
前記基板に設けられた第1の貫通孔(101)の内壁に設けられた電極絶縁膜(12)と、
前記第1の貫通孔の内部に前記電極絶縁膜を介して配置され、前記基板を貫通するように設けられ、前記回路用配線を介して前記回路素子と電気的に接続された貫通電極(30)と、
前記基板に設けられた第2の貫通孔(102)の内壁に設けられたサーマルビア絶縁膜(13)と、
前記第2の貫通孔の内部に前記サーマルビア絶縁膜を介して配置され、前記基板に設けられた第2の貫通孔(102)を通じて前記基板を貫通するように設けられ、前記貫通電極から離れて配置されたサーマルビア(40)と、
前記表面絶縁膜の上に形成されると共に、前記サーマルビアに接して設けられた放熱用配線(41)と、
前記表面絶縁膜と前記裏面絶縁膜の少なくとも一方を貫通するように配置され、前記基板と接して設けられると共に、前記サーマルビアへの放熱経路を構成する放熱用ビア(50)と、を備える半導体チップを有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を用意することと、
前記表面の上に前記表面絶縁膜を形成することと、
前記表面絶縁膜の上に、前記回路用配線および前記放熱用配線を形成することと、
前記表面側と前記裏面側のいずれか一方向に、互いに離れたトレンチを複数形成することと、
前記回路用配線および前記放熱用配線が形成された前記基板の厚みを前記裏面側から薄くすることと、
薄くした前記基板の前記裏面の上に前記裏面絶縁膜を形成することと、
前記裏面絶縁膜を貫通する孔を形成し、該孔の内に前記放熱用ビアを形成することと、
前記複数のトレンチのうち一部に前記電極絶縁膜を形成することと、
前記電極絶縁膜を形成したトレンチに前記貫通電極を形成することと、
前記複数のトレンチのうち前記貫通電極を形成するトレンチとは異なるトレンチに前記サーマルビア絶縁膜を形成することと、
前記サーマルビア絶縁膜を形成したトレンチから前記裏面絶縁膜上へはみ出しつつ、前記放熱用ビアの上を覆う前記サーマルビアを形成することと、を含む半導体装置の製造方法。
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