JP6989632B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明による実施形態は、半導体装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to semiconductor devices.
半導体チップの表面上の金属メッキ配線や半導体チップの封止樹脂内に設けられたビアコンタクトをファンアウト配線として有する半導体パッケージがある。このようなファンアウト型半導体パッケージにおいて、半導体チップの裏面電極として金属層を設ける場合がある。従来、半導体チップの表面のパッドおよびその裏面の金属層に配線を接続するために、半導体パッケージの表面および裏面の両方にビアコンタクトおよび配線を設けていた。 There is a semiconductor package having a metal-plated wiring on the surface of a semiconductor chip or a via contact provided in a sealing resin of the semiconductor chip as a fan-out wiring. In such a fan-out type semiconductor package, a metal layer may be provided as a back electrode of the semiconductor chip. Conventionally, via contacts and wiring have been provided on both the front surface and the back surface of a semiconductor package in order to connect the wiring to the pad on the front surface of the semiconductor chip and the metal layer on the back surface thereof.
しかし、半導体パッケージの表面および裏面の両方にビアコンタクトおよび配線を設けるためには、製造工程が長くなり、かつ、ビアコンタクトおよび配線に必要な材料も多くなる。 However, in order to provide via contacts and wiring on both the front surface and the back surface of the semiconductor package, the manufacturing process becomes long and the materials required for the via contacts and wiring are also required.
樹脂内に設けられた半導体チップの表面および裏面の電極に、ビアコンタクトおよび配線を容易かつ低コストで設けることを可能とする半導体装置を提供する。 Provided is a semiconductor device capable of providing via contacts and wiring on the electrodes on the front surface and the back surface of a semiconductor chip provided in a resin easily and at low cost.
本実施形態による半導体装置は、第1面と、該第1面と反対側にある第2面とを有する第1金属層を備える。第1半導体チップは、第1金属層の第1面上に設けられている。第1ビアコンタクトは、第1金属層の前記第1面上に設けられている。第2ビアコンタクトは、第1半導体チップ上に設けられている。樹脂層は、第1金属層、第1半導体チップ、第1ビアコンタクトおよび第2ビアコンタクトを封止する。樹脂層は、第3面を有し、第1ビアコンタクトの第1端部および第2ビアコンタクトの第2端部を第3面において露出する。第1配線は、樹脂層の第3面上に設けられ第1ビアコンタクトの第1端部および第2ビアコンタクトの第2端部を電気的に接続する。第2配線は、樹脂層の第3面上に設けられている。 The semiconductor device according to the present embodiment includes a first metal layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface. The first semiconductor chip is provided on the first surface of the first metal layer. The first via contact is provided on the first surface of the first metal layer. The second via contact is provided on the first semiconductor chip. The resin layer seals the first metal layer, the first semiconductor chip, the first via contact and the second via contact. The resin layer has a third surface, and the first end portion of the first via contact and the second end portion of the second via contact are exposed on the third surface. The first wiring is provided on the third surface of the resin layer and electrically connects the first end portion of the first via contact and the second end portion of the second via contact. The second wiring is provided on the third surface of the resin layer.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is not limited to the present invention.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による半導体装置1の構成例を示す断面図である。半導体装置1は、半導体チップ10と、金属層20と、樹脂層30と、パッド31、32と、パッケージ配線41、42と、ビアコンタクト51〜53と、ソルダレジスト61、62と、端子71、72とを備えている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
第1半導体チップとしての半導体チップ10は、半導体素子11が設けられた第1面F1と該第1面F1の反対側の第2面F2とを有する。半導体チップ10は、半導体素子として、例えば、第1面F1と第2面F2との間に大きな電流を流すことができるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはHEMT(High Electron Mobility Transistor)等のパワー半導体素子でよい。
The
第1金属層としての金属層20は、半導体チップ10を搭載する第3面F3と第3面F3の反対側の第4面F4とを有する。第3面F3は、半導体チップ10の第2面F2に対向しており、導電材料13によって半導体チップ10に接着されている。第3面F3は、半導体チップ10の第2面F2の外縁よりも大きな外縁を有する。従って、金属層20は、半導体チップ10の第2面F2の全面を被覆するように設けられている。金属層20は、例えば、銅、鉄、ニッケル、ステンレス等を含む金属材料がよい。また、シリコン等の半導体、ガラス、有機基板でもよい。その場合、導電性とするために、表面に金属皮膜や金属配線する設ける必要がある。導電材料13は、例えば、はんだ、銀ペースト、銀焼結ペースト等の導電性材料でよい。 樹脂層30は、半導体チップ10、金属層20およびビアコンタクト51〜53の周囲に設けられており、半導体チップ10側にある第5面F5と金属層20側にある第6面F6とを有する。樹脂層30は、半導体チップ10、金属層20およびビアコンタクト51〜53を封止し、これらを樹脂層30の外部から保護している。
The
パッド31、32は、層間絶縁膜ILDを介して半導体チップ10の第1面F1上に設けられ、層間絶縁膜ILDの開口部において半導体素子11と電気的に接続されている。パッド31、32は、半導体素子11から引き出された引出し配線(ファンアウト配線)として機能する。パッド31、32は、半導体素子に電気的に接続されており、例えば、メッキされた銅、アルミニウム、ニッケル等の低抵抗金属でよい。
The
第1ビアコンタクトとしてのビアコンタクト51は、樹脂層30内に設けられ、金属層20の第3面F3上に設けられている。第2ビアコンタクトとしてのビアコンタクト52、53は、樹脂層30内に設けられ、それぞれパッド31、32上に設けられている。ビアコンタクト51は、金属層20の第3面F3から樹脂層30の第5面F5側に引き出されており、金属層20を第5面F5上に設けられた配線41に電気的に接続する。ビアコンタクト52は、パッド31から樹脂層30の第5面F5側に引き出されており、パッド31を配線41に電気的に接続する。ビアコンタクト53は、パッド32から樹脂層30の第5面F5側に引き出されており、パッド32を配線42に電気的に接続する。
The
第1配線としての配線41は、樹脂層30の第5面F5上に設けられており、ビアコンタクト51、52を介してパッド31および金属層20に電気的に接続されている。第2配線としての配線42は、樹脂層30の第5面F5上に設けられており、ビアコンタクト53を介してパッド32に電気的に接続されている。配線41、42には、例えば、銅、アルミニウム等の低抵抗金属を用いている。このように、配線41、42は、樹脂層30の一方の面(例えば、第5面F5)に設けられている。
The
第1ビアコンタクトとしてのビアコンタクト51は、樹脂層30内に設けられ、金属層20の第3面F3と配線41との間を電気的に接続する。ビアコンタクト52は、樹脂層30内に設けられ、半導体素子に接続されたパッド31と配線41との間を電気的に接続する。第2ビアコンタクトとしてのビアコンタクト53は、樹脂層30内に設けられ、半導体素子に接続されたパッド32と配線42との間を電気的に接続する。
The via
ソルダレジスト61は、樹脂層30の上面に設けられており、かつ、配線41、42を部分的に被覆している。ソルダレジスト62は、樹脂層30の底面に設けられており、かつ、金属層20の裏面を被覆している。ソルダレジスト62は、端子71、72の材料(例えば、はんだ)の付着を抑制するために用いられる。
The solder resist 61 is provided on the upper surface of the
端子71、72は、樹脂層30の第5面F5側に設けられており、ソルダレジスト61が設けられていない配線41、42上に設けられている。端子71、72は、例えば、はんだバンプである。端子71は、配線41、ビアコンタクト51、および金属層20を介して半導体チップ10の裏面に電気的に接続され、並びに、配線41、ビアコンタクト52およびパッド31を介して半導体素子11に電気的に接続されている。ビアコンタクト51に電気的に接続される配線41と、ビアコンタクト52に電気的に接続される配線41は、電気的に独立し外部端子に接続されても構わない。
The
本実施形態による半導体装置1は、半導体チップ10の第2面F2に半導体チップ10よりも大きな金属層20を備えている。それにより、半導体装置1は、ビアコンタクト51を金属層20の第3面F3上に設けることができ、半導体チップ10の第2面F2側にある金属層20を半導体チップ10の第1面F1側にある配線41に電気的に接続することができる。従って、半導体装置1は、半導体チップ10の第1面F1側の半導体素子に電気的に接続された配線42だけでなく、第2面F2側にある金属層20に電気的に接続された配線41も第1面F1に設けることができる。即ち、配線41、42は、樹脂層30の一方の片面(F5)側に引き出され、他方の面(F6)には引き出されていない。このように、片側配線とすることによって、ビアコンタクト51〜53および配線41、42は、樹脂層30の第5面F5側からの加工によって形成することができる。即ち、本実施形態による半導体装置1は、ビアコンタクトおよび配線の形成のために樹脂層30の両面に加工をする必要が無い。
The
両面加工は、片面ずつ加工すると製造プロセスを長期化してしまう。あるいは、両面同時に加工しようとすると、特殊な装置を必要とする。従って、両面加工は、製造プロセスを複雑化し、製造コストを上昇させてしまう。 Double-sided processing prolongs the manufacturing process if it is processed one side at a time. Alternatively, if both sides are to be processed at the same time, a special device is required. Therefore, double-sided processing complicates the manufacturing process and increases the manufacturing cost.
これに対し、本実施形態によれば、ビアコンタクト51〜53および配線41、42は、樹脂層30の片面側から加工すれば足りる。従って、本実施形態は、樹脂層30内に設けられた半導体チップ10の第1面F1および第2面F2の電極に、ビアコンタクト51〜53および配線41、42を容易かつ低コストで形成することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, it is sufficient to process the via
また、本実施形態において、金属層20の第4面F4には、ソルダレジスト62は設けられているものの、金属層20は設けられていない。これにより、金属層20は、半導体チップ10の裏面電極としてだけでなく、半導体チップ10の放熱板としても機能し得る。金属層20を放熱板として用いる場合、金属層20の第4面F4の少なくとも一部には、ソルダレジスト62は設けられていなくてもよい。
Further, in the present embodiment, the solder resist 62 is provided on the fourth surface F4 of the
次に、本実施形態による半導体装置1の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the
図2(A)〜図11は、第1実施形態による半導体装置1の製造方法の一例を示す断面図である。まず、図2(A)に示すように、ウェハプロセス工程において、半導体ウェハ15上に半導体素子11およびパッド31、32を形成する。半導体ウェハ15は、例えば、シリコン基板等の半導体基板である。
2A to 11 are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing the
パッド31、32は、半導体素子11の電極(図示せず)等に銅メッキ等を用いて形成される。これにより、パッド31、32は、半導体素子11の電極上、および/または半導体素子11の層間絶縁膜ILD上にメッキされる。
The
次に、図2(B)に示すように、CMP(Chemical Mechanical Polishing)、グラインディング法を用いて半導体ウェハ15の裏面を研磨する。これにより、半導体ウェハ15は、例えば、約20μm〜約200μmに薄化される。
Next, as shown in FIG. 2B, the back surface of the
次に、図2(C)に示すように、スパッタ法または蒸着法を用いて、半導体ウェハ15の裏面に金属薄膜17を成膜する。金属薄膜17は、ダイアタッチ材の濡れ性を向上させ、半導体チップ10をリードフレーム(金属層20)25にダイアタッチ材で良好に接着可能にする。金属薄膜17は、例えば、Ti、NiおよびAgの積層膜、Cr、NiおよびAgの積層膜、あるいは、Ti、NiおよびAuの積層膜等でよい。金属薄膜17の膜厚は、金属膜20の膜厚(例えば、80μm以上)よりもかなり薄く、例えば、約2μm以下である。よって、金属薄膜17は、次のダイシング工程において悪影響を与えない程に薄い。尚、半導体チップ10の裏面において、ダイアッタッチ材の濡れ性が良好であれば、半導体チップ10の裏面に金属薄膜17を形成する必要は無い。これにより、ダイシング工程において金属薄膜17のバリや剥がれが発生せず、生産性がさらに向上する。
Next, as shown in FIG. 2C, a metal
次に、図3に示すように、半導体ウェハ15をダイシングテープに搭載し、ダイシングブレード102によって半導体ウェハ15をダイシングする。このダイシング工程によって、半導体ウェハ15は、複数の半導体チップ10に分離される。この段階で、半導体チップ10は、第1面F1上に半導体素子11、層間絶縁膜ILD、パッド31、32を有する。
Next, as shown in FIG. 3, the
次に、図4(A)および図4(B)に示すように、ダイアッタッチ材26を用いてリードフレーム25上に半導体チップ10を実装する。図4(A)は、リードフレーム25および半導体チップ10の平面を示し、図4(B)は、リードフレーム25および半導体チップ10の断面を示す。リードフレーム25は、例えば、銅等の低抵抗金属であり、その厚みは、例えば、約80μmである。ダイアッタッチ材26は、例えば、はんだ、銀ペースト、銀焼結ペースト、導電性DAF(Die Attachment Film)等でよく、液体状またはフィルム状であってよい。
Next, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the
次に、図5に示すように、半導体チップ10を実装したリードフレーム25をダイシングテープ103上に搭載し、ダイシングブレード104によってリードフレーム25をダイシングする。これにより、リードフレーム25は、半導体チップ10毎に切断され、金属層20として機能する。金属層20は、半導体チップ10を搭載する第3面F3とその反対側の第4面F4とを有する。また、金属層20の第3面F3は、半導体チップ10の第2面F2の外縁よりも大きな外縁を有する。
Next, as shown in FIG. 5, the
以下、半導体チップ10および金属層20からなる構造体を、便宜的に構造体130と呼ぶ。
Hereinafter, the structure composed of the
次に、図6に示すように、半導体チップ10および金属層20の構造体130を、接着層120を用いて支持部110上に接着する。本実施形態において、複数の構造体130は、金属層20の第4面F4を支持部110へ対向するように支持部110上に接着される。即ち、半導体チップ10の素子形成面(F1)を上方に向けて実装される(フェイス・アップ型実装方式)。支持部110は、例えば、シリコン板、メタル板(例えば、銅、鉄、ステンレス等)、ガラス(SiO2)板等でよい。支持部110の厚みは、例えば、約0.1mm〜約2mmでよい。接着層120は、例えば、有機系接着剤、メタル系接着剤、それらの混合剤等でよい。尚、フェイス・アップ型実装方式は、後述するフェイス・ダウン型実装方式に比べて樹脂層30を一度で形成可能である。従って、フェイス・アップ型実装方式は、比較的低コストで半導体装置1を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 6, the
次に、図7に示すように、支持部110上において、複数の構造体130の周囲に樹脂層30を形成し、複数の構造体130の樹脂層30で封止する。これにより、半導体チップ10側にある第5面F5と金属層20側にある第6面F6とを有する樹脂層30が形成される。樹脂層30は、例えば、有機フィルムをラミネートあるいは真空プレスすることによって複数の構造体130を封止すればよい。このとき、構造体130の部分だけを除いた有機フィルムを用いてもよい。この場合、有機フィルムの形成後、構造体130上に他の薄い有機フィルムを被覆する。尚、樹脂層30は、有機フィルムに代えて、液状の樹脂材料を塗布することによって形成されてもよい。
Next, as shown in FIG. 7, a
次に、図8に示すように、支持部110を構造体130および樹脂層30から剥離する。支持部110の剥離は、例えば、加熱、光照射、溶剤への浸漬、機械的な剥離等で実行される。支持部110の剥離は、後に説明する配線41、42を形成した後に実行しても構わない。
Next, as shown in FIG. 8, the
次に、図9に示すように、ビアコンタクト51〜53を樹脂層30内に形成する。ビアコンタクト51は、金属層20の第3面F3上に形成され、ビアコンタクト52、53は、半導体チップ10の第1面F1上に形成される。このとき、ビアコンタクト51〜53は、全て樹脂層30の第5面F5側から形成される。例えば、樹脂層30の第5面F5から金属層20およびパッド31、32へビアホールを形成する。ビアホールは、例えば、レーザビア加工を用いて形成される。代替的に、ビアホールは、例えば、リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて形成されてもよい。ビアホールの洗浄後、樹脂層30の第5面F5からそのビアホールへ金属を埋め込む。例えば、金属は、無電解銅メッキ法を用いてビアホール内に形成される。これにより、ビアコンタクト51〜53は、全て樹脂層30の片面側から形成され得る。尚、金属層20は半導体チップ10よりも大きいため、ビアコンタクト51は、樹脂層30の第5面F5側から金属層20の第3面F3へ接触することができる。
Next, as shown in FIG. 9, via
次に、配線41、42を樹脂層30の第5面F5上に形成する。このとき、配線41は、樹脂層30の第5面F5およびビアコンタクト51、52上に形成される。配線42は、樹脂層30の第5面F5およびビアコンタクト53上に形成される。
Next, the
次に、図10に示すように、樹脂層30の第5面F5および第6面F6上にソルダレジスト61、62を形成する。次に、リソグラフィ技術を用いて、第5面F5上のソルダレジスト61をパターニングする。これにより、配線41、42の一部を露出させる。
Next, as shown in FIG. 10, solder resists 61 and 62 are formed on the fifth surface F5 and the sixth surface F6 of the
次に、図11に示すように、構造体130ごとにダイシングする。これにより、各半導体チップ10を含む半導体パッケージがそれぞれ分離される。
Next, as shown in FIG. 11, dicing is performed for each
その後、端子71、72をそれぞれ配線41、42上に形成する。端子71、72には、例えば、はんだ等を用いる。これにより、図1に示す半導体装置1が完成する。尚、金属層20を放熱板として用いる場合、端子71、72の形成後、金属層20の第4面F4のソルダレジスト62を除去してもよい。
After that, the
本実施形態によれば、ビアコンタクト51〜53、配線41、42および端子71、72は、樹脂層30の片面側に形成されている。従って、本実施形態による半導体装置1は、容易かつ低コストで形成することができる。
According to the present embodiment, the via
(第2実施形態)
図12は、第2実施形態による半導体装置2の構成例を示す断面図である。第2実施形態では、端子71〜73が樹脂層30の第6面F6側に設けられている点で第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
尚、金属層20、21の構成、ビアコンタクト51〜54の配置、配線41、42のレイアウト、端子71〜73の配置等は、任意に変更可能である。例えば、第2実施形態において、金属層20、21は、2つに分離されている。金属層20の第3面F3上には半導体チップ10が搭載されており、金属層21の面F13上にはビアコンタクト51が設けられている。ビアコンタクト51は、配線41に接続されている。配線41は、半導体チップ10の他のパッド(図示せず)に接続されてよい。
The configurations of the metal layers 20 and 21, the arrangement of the via
金属層20の第3面F3は、第1実施形態のそれと同様に、半導体チップ10の第2面F2の外縁よりも大きな外縁を有する。従って、ビアコンタクト54は、金属層20の第3面F3上に設けられ、配線42に接続され得る。配線42は、ビアコンタクト52、53を介してパッド31、32へ電気的に接続される。
The third surface F3 of the
端子71は、金属層21の面F14上に設けられている。端子71、73は、金属層20の第4面F4上に設けられている。即ち、端子71〜73は、樹脂層30の第6面F6側に設けられている。第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態の対応する構成と同様でよい。
The terminal 71 is provided on the surface F14 of the
第2実施形態によれば、端子71〜73が樹脂層30の第6面F6に設けられているものの、ビアコンタクト51〜54、配線41、42は、樹脂層30の第5面F5に設けられている。従って、配線41、42は、樹脂層30の一方の片面(F5)側に引き出され、他方の面(F6)には引き出されていない。このように、片側配線とすることによって、ビアコンタクト51〜54および配線41、42は、樹脂層30の第5面F5側からの加工によって形成することができる。これにより、第2実施形態も第1実施形態と同様の効果を得ることができる。尚、電極71、72は、図11を参照して説明したように、半導体パッケージがそれぞれ分離された後に形成されるので、樹脂層30の第6面F6に設けられていても問題ない。
According to the second embodiment, the
第2実施形態において、配線41、42の一部を露出させてもよい。これにより、半導体装置2の上に他の半導体装置(図示せず)を積層し、他の半導体装置の電極を配線41、42に接続してもよい。このように、半導体装置2は、三次元的な積層構造としてもよい。
In the second embodiment, a part of the
第2実施形態の製造方法は、第1実施形態の製造方法を参照することによって容易に理解できるで、ここではその詳細な説明を省略する。 The manufacturing method of the second embodiment can be easily understood by referring to the manufacturing method of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted here.
(第3実施形態)
図13は、第3実施形態による半導体装置3の構成例を示す断面図である。半導体装置3は、複数の半導体チップ10、310を1つの半導体パッケージ内に組み込んだ半導体モジュールである。
(Third Embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
第1半導体チップとしての半導体チップ10側の半導体装置の構成は、図1に示す半導体装置1の構成と同様でよい。従って、第2半導体チップとしての半導体チップ310側の半導体装置の構成について説明する。
The configuration of the semiconductor device on the
第2半導体チップとしての半導体チップ310は、半導体素子311が設けられた第7面F7と該第7面F7の反対側の第8面F8とを有する。半導体チップ310の厚みは、半導体チップ10の厚みと異なる。半導体チップ310の第7面F7上に設けられた半導体素子311は、半導体チップ10上の半導体素子11と同じであってもよく、異なっていてもよい。
The
第2金属層としての金属層320は、半導体チップ310を搭載する第9面F9と第9面F9の反対側の第10面F10とを有する。第9面F9は、半導体チップ310の第8面F8に対向しており、導電材料313によって接着されている。第9面F9は、半導体チップ310の第8面F8の外縁よりも大きな外縁を有する。従って、金属層320は、半導体チップ310の第8面F8の全面を被覆するように設けられている。金属層320の材料は、金属層20の材料と同様でよい。導電材料313の材料は、導電材料13の材料と同様でよい。
The
また、金属層320は、金属層20の厚みよりも薄い。半導体チップ10の厚みと金属層20の厚みとの和は、半導体チップ310の厚みと金属層320の厚みとの和にほぼ等しい。これにより、パッド31、32、331、332の高さをほぼ等しくすることができ、かつ、ビアコンタクト52、53、352、353の深さをほぼ等しくすることができる。
Further, the
金属層320は、半導体チップ310の裏面電極としてだけでなく、半導体チップ310の放熱板としても機能し得る。金属層320を放熱板として用いる場合、金属層320の第10面F10の少なくとも一部には、ソルダレジスト62は設けられていなくてもよい。
The
パッド331、332は、層間絶縁膜ILDを介して半導体チップ310の第7面F7上に設けられ、半導体素子311と電気的に接続されている。パッド331、332は、半導体素子311から引き出された引出し配線(ファンアウト配線)として機能する。パッド331、332の材料は、パッド31、32の材料と同様でよい。
The
第3ビアコンタクトとしてのビアコンタクト352、353は、樹脂層30内に設けられ、それぞれパッド331、332上に設けられている。ビアコンタクト352、353は、それぞれパッド331、332から樹脂層30の第5面F5側に引き出されており、パッド331を配線341に電気的に接続する。ビアコンタクト353は、パッド332から樹脂層30の第5面F5側に引き出されており、パッド332を配線342に電気的に接続する。
The via
第3配線としての配線341、342は、樹脂層30の第5面F5上に設けられており、ビアコンタクト352、353を介してパッド331、332に電気的に接続されている。配線341、342の材料は、配線41、42の材料と同様でよい。パッド331、332の材料は、パッド31、32の材料と同様でよい。このように、配線341、342は、樹脂層30の一方の面(例えば、第5面F5)に設けられている。
The
端子371、372は、樹脂層30の第5面F5側に設けられており、ソルダレジスト61のない配線341、342上に設けられている。端子371、372は、例えば、はんだバンプである。端子371は、配線341、ビアコンタクト351、およびパッド331を介して半導体素子311に電気的に接続されている。端子372は、配線342、ビアコンタクト352、およびパッド332を介して他の半導体素子311に電気的に接続されている。
The
第3実施形態による半導体装置3は、複数の半導体チップ10、310を備えているものの、配線41、42、341、342は、樹脂層30の一方の片面(F5)側に引き出され、他方の面(F6)には引き出されていない。このように片側配線とすることによって、ビアコンタクト51〜53、352,353および配線41、42は、樹脂層30の第5面F5側からの加工によって形成することができる。これにより、第3実施形態も第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Although the
尚、半導体チップ310側には、金属層320と配線341とを接続するビアコンタクトが設けられていない。しかし、金属層320の第9面F9は、半導体チップ310よりも大きな外縁を有するので、金属層320と配線341とを接続するビアコンタクト(図示せず)を設けてもよい。
The
次に、半導体装置3の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
半導体チップ10、310のそれぞれについて、図2〜図5を参照して説明した工程を経て、金属層20、320上に半導体チップ10、310を搭載した構造体を形成する。 For each of the semiconductor chips 10 and 310, a structure in which the semiconductor chips 10 and 310 are mounted is formed on the metal layers 20 and 320 through the steps described with reference to FIGS. 2 to 5.
次に、図6に示す工程において、半導体チップ10および金属層20の構造体と半導体チップ310および金属層320の構造体とを並べて支持部110上に配置する。
Next, in the step shown in FIG. 6, the structure of the
次に、図7〜図10を参照して説明した工程を経て、ビアコンタクト51〜353、配線41〜342等を形成する。半導体チップ310の厚みは、半導体チップ10の厚みより厚いが、金属層320は、金属層20の厚みよりも薄い。半導体チップ10の厚みと金属層20の厚みとの和は、半導体チップ310の厚みと金属層320の厚みとの和にほぼ等しい。これにより、ビアコンタクト52、53、352、353の深さをほぼ等しくすることができるので、ビアコンタクト52、53、352、353の形成が容易となる。
Next, via contacts 51-353, wiring 41-342, and the like are formed through the steps described with reference to FIGS. 7 to 10. The thickness of the
次に、半導体チップ10および金属層20の構造体と半導体チップ310および金属層320の構造体とを含む半導体パッケージごとにダイシングする。これにより、各半導体パッケージは、半導体チップ10および金属層20の構造体と半導体チップ310および金属層320の構造体とを含むモジュールとして分離される。
Next, dicing is performed for each semiconductor package including the structure of the
第3実施形態によれば、ビアコンタクト51〜353、配線41〜342および端子71〜372は、樹脂層30の片面側に形成されている。従って、第3実施形態は、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。第3実施形態は、第2実施形態と組み合わせてもよい。
According to the third embodiment, the via contacts 51-353, the wirings 41-342, and the terminals 71-372 are formed on one side of the
(第4実施形態)
第1実施形態による製造方法は、所謂、フェイス・アップ型実装方式で半導体装置1を製造している。これに対し、第4実施形態による製造方法は、所謂、フェイス・ダウン型実装方式で半導体装置1を製造している。
(Fourth Embodiment)
In the manufacturing method according to the first embodiment, the
図14〜図19は、第4実施形態による半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。図2(A)〜図5に示す工程を経た後、図14に示すように、構造体130は、半導体チップ10の素子形成面(F1)を支持部110へ対向するように支持部110上に接着される。
14 to 19 are sectional views showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment. After going through the steps shown in FIGS. 2A to 5, as shown in FIG. 14, the
次に、図15に示すように、支持部110上において、複数の構造体130の周囲に樹脂層30を形成し、複数の構造体130の樹脂層30で封止する。
Next, as shown in FIG. 15, a
次に、図16に示すように、支持部110を構造体130および樹脂層30から剥離する。支持部110の剥離は、後に説明する配線41、42を形成した後に実行しても構わない。
Next, as shown in FIG. 16, the
次に、図17に示すように、樹脂層30上にさらに樹脂層31を形成した後に、図9を参照して説明したように、ビアコンタクト51〜53および配線41、42を形成する。
Next, as shown in FIG. 17, after the
次に、図18に示すように、樹脂層30の第5面F5および第6面F6上にソルダレジスト61、62を形成する。次に、リソグラフィ技術を用いて、配線41、42上のソルダレジスト61をパターニングする。これにより、配線41、42の一部を露出させる。
Next, as shown in FIG. 18, solder resists 61 and 62 are formed on the fifth surface F5 and the sixth surface F6 of the
次に、図19に示すように、構造体130ごとにダイシングする。これにより、各半導体チップ10を含む半導体パッケージがそれぞれ分離される。
Next, as shown in FIG. 19, dicing is performed for each
その後、端子71、72をそれぞれ配線41、42上に形成する。これにより、図1に示す半導体装置1が完成する。尚、金属層20を放熱板として用いる場合、端子71、72の形成後、金属層20の第4面F4上のソルダレジスト62および樹脂層30を除去すればよい。
After that, the
このように、第4実施形態によるフェイス・ダウン型実装方式であっても、半導体装置1を製造することができ、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, even in the face-down mounting method according to the fourth embodiment, the
また、フェイス・ダウン型実装方式は、パッド31、32上に設けられる樹脂層31を樹脂層30とは別に形成するので、樹脂層31の厚みが安定する。従って、ビアコンタクト等を狭ピッチで配置可能となり、半導体装置1をさらに小型化することができる。
Further, in the face-down type mounting method, the
また、例えば、プリプレグまたは金属からなる枠を半導体チップ10の周りに設けてもよい。これにより、半導体装置1の剛性が向上し、熱抵抗が低くなる。また、金属枠をシールドとすることでノイズに対する半導体装置1の耐性が向上する。
Further, for example, a frame made of a prepreg or a metal may be provided around the
第4実施形態は、第2または第3実施形態と組み合わせてもよい。 The fourth embodiment may be combined with the second or third embodiment.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
1・・・半導体装置、10・・・半導体チップ、20・・・金属層、30・・・樹脂層、31、32・・・パッド、41、42・・・パッケージ配線、50〜53・・・ビアコンタクト、61、62・・・ソルダレジスト、71、72・・・端子 1 ... Semiconductor device, 10 ... Semiconductor chip, 20 ... Metal layer, 30 ... Resin layer, 31, 32 ... Pad, 41, 42 ... Package wiring, 50 to 53 ...・ Via contact, 61, 62 ... Solder resist, 71, 72 ... Terminal
Claims (12)
前記第1金属層の前記第1面上に設けられた第1半導体チップと、
前記第1金属層の前記第1面上に設けられた第1ビアコンタクトと、
前記第1半導体チップ上に設けられた第2ビアコンタクトと、
前記第1金属層、前記第1半導体チップ、前記第1ビアコンタクトおよび前記第2ビアコンタクトを封止する樹脂層であって、第3面を有し、前記第1ビアコンタクトの第1端部および前記第2ビアコンタクトの第2端部を前記第3面において露出する樹脂層と、
前記樹脂層の前記第3面上に設けられ前記第1ビアコンタクトの第1端部および前記第2ビアコンタクトの第2端部を電気的に接続する第1配線と、
前記樹脂層の第3面上に設けられた第2配線と、
第9面と、該第9面と反対側にある第10面とを有する第2金属層と、
前記第2金属層の前記第9面上に設けられた第2半導体チップと、
前記第2半導体チップ上に設けられた第3ビアコンタクトと、
前記第1金属層の前記第2面および前記第2金属層の前記第10面側を被覆する絶縁層と、を備え、
前記樹脂層は、前記第2金属層、前記第2半導体チップおよび前記第3ビアコンタクトを取り囲み、前記第3面において前記第3ビアコンタクトの第3端を露出し、
前記第2金属層の厚さは、前記第1金属層の厚さと異なり、
前記第1半導体チップの厚さと前記第1金属層の厚さとの和は、前記第2半導体チップの厚さと前記第2金属層の厚さとの合計に実質的に等しく、
前記第1金属層の前記第2面および前記第2金属層の前記第10面側には、配線が設けられていない、半導体装置。 A first metal layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface,
A first semiconductor chip provided on the first surface of the first metal layer, and
With the first via contact provided on the first surface of the first metal layer,
The second via contact provided on the first semiconductor chip and
A resin layer for sealing the first metal layer, the first semiconductor chip, the first via contact, and the second via contact, which has a third surface and is the first end portion of the first via contact. And a resin layer that exposes the second end of the second via contact on the third surface,
A first wiring provided on the third surface of the resin layer and electrically connecting the first end portion of the first via contact and the second end portion of the second via contact,
A second wiring provided on the third surface of the resin layer,
A second metal layer having a ninth surface and a tenth surface opposite to the ninth surface,
A second semiconductor chip provided on the ninth surface of the second metal layer, and
With the third via contact provided on the second semiconductor chip,
The second surface of the first metal layer and the insulating layer covering the tenth surface side of the second metal layer are provided.
The resin layer surrounds the second metal layer, the second semiconductor chip, and the third via contact, and exposes the third end of the third via contact on the third surface.
The thickness of the second metal layer is different from the thickness of the first metal layer.
The sum of the thickness of the first semiconductor chip and the thickness of the first metal layer is substantially equal to the sum of the thickness of the second semiconductor chip and the thickness of the second metal layer.
A semiconductor device in which wiring is not provided on the second surface of the first metal layer and the tenth surface side of the second metal layer.
前記第2金属層上に設けられた第3ビアコンタクトとをさらに備え、
前記第3ビアコンタクトの第3端部は、前記第3面で前記樹脂層から露出されている、請求項1に記載の半導体装置。 The second metal layer separated from the first metal layer and
Further provided with a third via contact provided on the second metal layer,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the third end portion of the third via contact is exposed from the resin layer on the third surface.
前記第1金属層の前記第1面上に設けられた第1半導体チップであって、該第1半導体チップのチップ面積は、前記第1金属層の前記第1面よりも小さい第1半導体チップと、
前記第1金属層の前記第1面上に設けられた第1ビアコンタクトと、
前記第1半導体チップ上に設けられた第2ビアコンタクトと、
前記第1金属層、前記第1半導体チップ、前記第1ビアコンタクトおよび前記第2ビアコンタクトを封止し、第3面を有する樹脂層であって、前記第1ビアコンタクトの第1端部および前記第2ビアコンタクトの第2端部を前記第3面において露出する樹脂層と、
前記樹脂層の前記第3面上に設けられ、前記第1ビアコンタクトの第1端部および前記第2ビアコンタクトの第2端部を電気的に接続する第1配線と、
前記樹脂層の第3面上に設けられ、前記第2ビアコンタクトに電気的に接続される第2配線と、を備え、
第9面と、該第9面と反対側にある第10面とを有する第2金属層と、
前記第2金属層の前記第9面上に設けられた第2半導体チップと、
前記第2半導体チップ上に設けられた第3ビアコンタクトと、
前記第1金属層の前記第2面および前記第2金属層の前記第10面側を被覆する絶縁層と、
前記第1金属層の前記第2面および前記第2金属層の前記第10面側には、配線が設けられていない、半導体装置。 A first metal layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface,
A first semiconductor chip disposed on the first surface of the first metal layer, the chip area of the first semiconductor chip, the less than the first surface of the first metal layer first semiconductor chip When,
With the first via contact provided on the first surface of the first metal layer,
The second via contact provided on the first semiconductor chip and
A resin layer that seals the first metal layer, the first semiconductor chip, the first via contact, and the second via contact and has a third surface, the first end portion of the first via contact, and the resin layer. A resin layer that exposes the second end of the second via contact on the third surface, and
A first wiring provided on the third surface of the resin layer and electrically connecting the first end portion of the first via contact and the second end portion of the second via contact.
A second wiring provided on the third surface of the resin layer and electrically connected to the second via contact is provided.
A second metal layer having a ninth surface and a tenth surface opposite to the ninth surface,
A second semiconductor chip provided on the ninth surface of the second metal layer, and
With the third via contact provided on the second semiconductor chip,
An insulating layer that covers the second surface of the first metal layer and the tenth surface side of the second metal layer,
A semiconductor device in which wiring is not provided on the second surface of the first metal layer and the tenth surface side of the second metal layer.
前記第2金属層上に設けられ、前記樹脂層の前記第3面まで延びている第3ビアコンタクトとをさらに備えた、請求項8に記載の半導体装置。 The second metal layer separated from the first metal layer and
The semiconductor device according to claim 8 , further comprising a third via contact provided on the second metal layer and extending to the third surface of the resin layer.
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