JP7097639B2 - 積層型半導体装置及びこれに用いる複数のチップ - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態に係る積層型半導体装置は、図1及び図2に示すように、大口径の親基板81と、親基板81の一方の主面である第1主面(接続面)に複数の矩形のチップXij(i=1~n:j=1~m)を搭載した積層構造をなしている。第1主面には第2主面が平行に対向している。積層型半導体装置が固体撮像装置であれば、親基板81の第1主面に対向する第2主面は、図2に示すように電磁波Φxが入射する入力面を構成する。親基板81の第1主面(接続面)には、第1格子に沿って分割された単位素子領域(画素領域)が定義され、この単位素子領域に単位素子(検出素子)が配列されている。
先ず、複数の第1ランド11が配列された親基板81の第1主面(接続面)上に、形成予定の第1バンプ12の仮接続前の高さに一致する厚さでフォトレジスト膜を塗布する。フォトリソグラフィ技術により、第1ランド11の各上面を露出する開口部のパターンを、フォトレジスト膜の下面から上面に向かうほど内径が減少する逆テーパ状に形成する。開口部の内側面が上端において最も内径が小さくなるように、フォトレジストの材料、露光、現像等のフォトリソグラフィの条件を選択する。
図示を省略しているが、本発明の第2の実施形態に係る積層型半導体装置は、図1及び図2に示した構成と同様に、大口径の親基板81と、複数の矩形のチップXij(i=1~n:j=1~m)を、互いに対向させた積層構造をなしている。親基板81は、p-nダイオード、n-i-nダイオード、p-i-pダイオード等の単位素子(検出素子)を第1格子に沿って分割された単位素子領域(画素領域)に配列した構造をなす。図示を省略しているが、親基板81は、第1主面(接続面)とこの第1主面に対向する第2主面の2つの主面を有している。
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一列分の配列をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
12,12r,12s…第1バンプ
13a,13b,13c,13d…溝部
21…第2ランド
22c,22r,22rn,22s…第2バンプ
81…親基板
B11,B12,B13,B21,B22,B23,Buv…バンプ接続体
X21,X22,X2m、Xij,Xst,Xxy…チップ
Claims (10)
- 第1主面を複数のチップ搭載領域に分割した親基板と、
前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに対向して、前記第1主面側に搭載された複数の矩形のチップと、
前記親基板側の第1バンプ及び前記チップ側の第2バンプを有し、該第1及び第2バンプの少なくとも一方が筒状の側壁部を有し、前記側壁部の窄み又は前記側壁部への凹部形成のいずれかの、押圧による前記側壁部の変形によって仮接続して前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに配置された単位素子からの信号を前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に独立してそれぞれ伝達し、力を更に増大した押圧により前記仮接続の高さよりも低い本接続によって、前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを、前記側壁部を更に変形させることによって結合する複数のバンプ接続体と
を備え、前記仮接続後、前記複数のバンプ接続体が複数の基板側接続部と前記複数の基板側接続部に対応する複数のチップ側接続部にそれぞれ分離可能であることを特徴とする積層型半導体装置。 - 第1主面を複数のチップ搭載領域に分割した親基板と、
前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに対向して、前記第1主面側に搭載された複数の矩形のチップと、
前記親基板側の第1バンプ及び前記チップ側の第2バンプを有し、該第1及び第2バンプの少なくとも一方が筒状の側壁部を有し、筒状の側壁部への凹部形成によって仮接続し、力を更に増大した押圧により前記仮接続の高さよりも低い本接続によって、前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを、前記側壁部を更に変形させることによって結合する複数のバンプ接続体と
を備え、前記仮接続後、前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに配置された単位素子からの信号を前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に独立してそれぞれ伝達して検査し、不良の発見された場合は、不良の発見されたバンプ接続体を、基板側接続部とチップ側接続部に分離可能であり、
前記分離された箇所において、前記側壁部へ形成された凹部とは異なる箇所に新たな凹部を形成によって、新たなチップ側接続部が接続されることを特徴とする積層型半導体装置。 - 互いに対向する第1及び第2主面を有し、前記第1主面に定義される第1格子に沿って分割された単位素子領域のそれぞれに複数の単位素子を配列し、前記第1格子よりもメッシュ数の少ない第2格子に沿って前記第1主面を複数のチップ搭載領域に分割した親基板と、
前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに対向して、前記第1主面側に搭載された複数の矩形のチップと、
前記複数の単位素子の配列に対応した第3格子に沿って配列され、前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを仮接続して前記複数の単位素子からの信号を前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に独立してそれぞれ伝達し、前記仮接続の高さよりも低い本接続によって、前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを結合する複数のバンプ接続体とを備え、
前記仮接続後、前記複数のバンプ接続体が複数の基板側接続部と前記複数の基板側接続部に対応する複数のチップ側接続部にそれぞれ分離可能であり、
前記複数の基板側接続部は、前記第3格子に沿って配列され、前記複数の単位素子からの信号をそれぞれ出力する複数の第1ランドを有し、
前記複数のチップ側接続部は、前記複数のチップの前記第1主面に対向するそれぞれの面に、前記第3格子に沿って配列され、前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に前記信号をそれぞれ入力する複数の第2ランドを有し、
前記複数の基板側接続部のそれぞれは、前記複数の第1ランドのそれぞれに底部を接し、該底部の外周に連結した筒状の側壁部を有する複数の第1バンプを更に有することを特徴とする積層型半導体装置。 - 前記複数のチップ側接続部のそれぞれは、前記複数の第2ランドのそれぞれに底部を接し、前記仮接続において、前記複数の第1ランドの前記側壁部の一部にそれぞれ金属学的に接する第2バンプを更に有することを特徴とする請求項3に記載の積層型半導体装置。
- 前記第2バンプは、前記複数の第2ランドのそれぞれに底面を接した錐体であり、前記仮接続において前記複数の第1バンプのそれぞれの側壁部の上端が、前記錐体の錐面の一部に金属学的に接することを特徴とする請求項4に記載の積層型半導体装置。
- 前記第2バンプは、前記複数の第2ランドのそれぞれに底部を接し、該底部の外周に連結した筒状の側壁部をそれぞれ有し、
前記仮接続において、前記複数の第1バンプのそれぞれの側壁部の上端に前記第2バンプが食い込むことにより、前記複数の第1バンプのそれぞれの側壁部の上部に溝部が形成されることを特徴とする請求項4に記載の積層型半導体装置。 - 互いに対向する第1及び第2主面を有し、複数の基板側接続部を有した親基板に対し、前記第1主面に分割された複数のチップ搭載領域のそれぞれに搭載される予定の複数の矩形のチップであって、
前記複数のチップの前記第1主面に対向するそれぞれの面に配列され、前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に、前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに配置された単位素子からの信号をそれぞれ入力する複数のチップ側接続部を備え、
前記親基板側の第1バンプ及び前記チップ側の第2バンプを有し、該第1及び第2バンプの少なくとも一方が筒状の側壁部を有し、前記側壁部の窄み又は前記側壁部への凹部形成のいずれかの、押圧による前記側壁部の変形によって仮接続して前記信号を前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に独立してそれぞれ伝達して検査し、
不良判定の場合は、不良と判定された特定のチップを前記チップ搭載領域から離脱させ、新たなチップを、更なる押圧による前記側壁部の更なる変形によって再度仮接続し、
正常と判定された場合は、力を更に増大した押圧により前記仮接続の高さよりも低くなるように前記チップ側接続部を圧縮する本接続によって、前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを結合することを特徴とする複数のチップ。 - 互いに対向する第1及び第2主面を有し、前記第1主面に定義される第1格子に沿って分割された単位素子領域のそれぞれに複数の単位素子を配列し、前記第1格子よりもメッシュ数の少ない第2格子に沿って前記第1主面を複数のチップ搭載領域に分割し、前記第1主面に定義された前記複数の単位素子の配列に対応した第3格子に沿って配列され、前記複数の単位素子からの信号をそれぞれ出力する複数の基板側接続部を有した親基板に対し、前記複数のチップ搭載領域のそれぞれに搭載される予定で、前記第2格子のメッシュ数よりも多い個数の複数の矩形のチップであって、
前記複数のチップの前記第1主面に対向するそれぞれの面に、前記第3格子に沿って配列され、前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に前記信号をそれぞれ入力する複数のチップ側接続部を備え、
前記複数の基板側接続部は、前記第3格子に沿って配列され、前記複数の単位素子からの信号をそれぞれ出力する複数の第1ランドと、前記複数の第1ランドのそれぞれに底部を接し、該底部の外周に連結した筒状の側壁部を有する複数の第1バンプを有し、
前記複数のチップ側接続部は、
前記複数のチップの前記第1主面に対向するそれぞれの面に、前記第3格子に沿って配列され、前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に前記信号をそれぞれ入力する複数の第2ランドと、
前記複数の第2ランドのそれぞれに底部を接し、仮接続において、前記複数の第1ランドの前記側壁部の一部にそれぞれ金属学的に接する第2バンプと
を有し、
前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを前記仮接続して前記複数の単位素子からの信号を前記複数のチップにそれぞれ集積化された回路に独立してそれぞれ伝達して検査し、
不良判定の場合は、不良と判定された特定のチップを前記チップ搭載領域から離脱させ、新たなチップを再度仮接続し、
正常と判定された場合は、前記仮接続の高さよりも低くなるように前記チップ側接続部を圧縮する本接続によって、前記親基板と前記複数のチップのそれぞれを結合することを特徴とする複数のチップ。 - 前記第2バンプは、前記複数の第2ランドのそれぞれに底面を接した錐体であり、前記仮接続において前記複数の第1バンプのそれぞれの側壁部の上端が、前記錐体の錐面の一部に金属学的に接することを特徴とする請求項8に記載の複数のチップ。
- 前記第2バンプは、前記複数の第2ランドのそれぞれに底部を接し、該底部の外周に連結した筒状の側壁部をそれぞれ有し、
前記仮接続において、前記複数の第1バンプのそれぞれの側壁部の上端に前記第2バンプが食い込むことにより、前記複数の第1バンプのそれぞれの側壁部の上部に溝部が形成されることを特徴とする請求項8に記載の複数のチップ。
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