JPH0661418A - Laminated semiconductor integrated circuit - Google Patents

Laminated semiconductor integrated circuit

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Publication number
JPH0661418A
JPH0661418A JP21158792A JP21158792A JPH0661418A JP H0661418 A JPH0661418 A JP H0661418A JP 21158792 A JP21158792 A JP 21158792A JP 21158792 A JP21158792 A JP 21158792A JP H0661418 A JPH0661418 A JP H0661418A
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JP
Japan
Prior art keywords
lsi
insulating film
laminated
conductive material
semiconductor substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP21158792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Yumoto
学 湯元
Mitsuo Matsunami
光雄 松浪
Kazumasa Kioi
一雅 鬼追
Hideyuki Tsuji
秀行 辻
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0661418A publication Critical patent/JPH0661418A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a laminated semiconductor integrated circuit which has an excellent heat radiating property when the circuit is formed by piling up LSI chips upon another and can prevent the occurrence of the malfunction or insufficient operation of a circuit element caused by heat. CONSTITUTION:The circuit is a three-dimensional laminated LSI 100 formed by piling up a plurality of LSI chips 208 and 210 with a bonding agent 501 in between and the surfaces of the upper and lower chips 208 and 210 are coated with heat conductive substances 700 and 701.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は積層型LSIに関し、よ
り詳細には回路素子が形成された半導体LSIが多層積
層された積層型LSIに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated LSI, and more particularly to a laminated LSI in which semiconductor LSIs having circuit elements are laminated in multiple layers.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の集積度は3年間
に4倍の割合で増加しており、西暦2000年のDRA
Mではデザインルールが約0.15μmの1Gの集積度
になっていると予想される。ところが、これら高集積回
路は設計、製造、検査のすべての面で技術的困難を招い
ている。例えば、ROM、RAM、ALU、CPU、I
/Oコントローラ等を含めた1チップマイクロコンピュ
ータがあるが、1チップの集積素子数が増大するにつ
れ、設計に要する時間が長くなり、製造歩留まりも低下
し、検査時間が長くなり、それと共に完全な検査が困難
となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of semiconductor integrated circuits has increased fourfold over three years.
In M, the design rule is expected to be 1G integration degree of about 0.15 μm. However, these highly integrated circuits pose technical difficulties in all aspects of design, manufacturing, and inspection. For example, ROM, RAM, ALU, CPU, I
There is a one-chip microcomputer including an I / O controller, etc., but as the number of integrated elements on one chip increases, the time required for designing increases, the manufacturing yield decreases, and the inspection time increases, and at the same time, complete The inspection is difficult.

【0003】そこで、平面的な微細化ではなくチップや
ウエハを立体的に接着・積層化する研究開発が活発に進
められている。
Therefore, research and development for three-dimensionally bonding and laminating chips and wafers, rather than planar miniaturization, are being actively pursued.

【0004】近年、工業的に使用されている半導体基板
の多くは500μmないしは600μm程度の厚さを有
しており、その表面を利用して作製されるトランジスタ
は、数μm程度の厚さであることから積層化する半導体
基板を薄層化し、薄層化された半導体基板を積層化させ
ることによってLSIの小型化を図っている。
In recent years, most of semiconductor substrates used industrially have a thickness of about 500 μm to 600 μm, and a transistor manufactured by utilizing the surface thereof has a thickness of about several μm. Therefore, the semiconductor substrate to be laminated is thinned, and the thinned semiconductor substrate is laminated to reduce the size of the LSI.

【0005】図4(a)〜(h)は一般に行なわれてい
るLSIの積層化の工程を示した概略的平面図及び概略
的断面図である。図4(a’)及び図4(e’)は、ウ
エハと呼ばれる半導体基板に、熱酸化、イオン注入など
の処理工程を経て、トランジスタ回路が作製された半導
体基板202及び半導体基板201を示した概略的平面
図であり、図4(a)及び(e)は半導体基板202及
び半導体基板201を示した概略的断面図である。
FIGS. 4A to 4H are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view showing the steps of LSI lamination generally performed. 4 (a ') and 4 (e') show a semiconductor substrate 202 and a semiconductor substrate 201 in which a transistor circuit is formed on a semiconductor substrate called a wafer through processing steps such as thermal oxidation and ion implantation. FIG. 4 is a schematic plan view, and FIGS. 4A and 4E are schematic cross-sectional views showing the semiconductor substrate 202 and the semiconductor substrate 201.

【0006】これら半導体基板201及び半導体基板2
02は、この後、積層化工程へと進められる。この積層
化工程は大きく分けて3つの工程からなる。
These semiconductor substrate 201 and semiconductor substrate 2
02 is then advanced to the laminating step. This lamination process is roughly divided into three processes.

【0007】第1の工程は、被積層LSIチップの作製
工程であり、図4(a)から図4(e)に示されてい
る。まず、LSIが形成された半導体基板202の表面
側にLSIチップを保持するための支持基板205を樹
脂等の接着剤を用いて接着する(図4(b))。この時
の支持基板205を搭載した状態の半導体基板202の
拡大断面図を図5に示す。図5に示したように、半導体
基板202上にゲート絶縁膜307に囲繞されたゲート
電極305が形成され、ゲート電極305が形成されて
いない半導体基板202上に絶縁層302が形成され、
この絶縁層302上に絶縁膜303が形成されている。
ゲート絶縁膜307と絶縁膜303との間にはLSI配
線301が形成されており、絶縁膜303の所定箇所に
は上下のLSIを結ぶためのスルーホール300が化学
的エッチングまたは反応性イオンエッチング等の方法に
よって形成されている。さらにこれらスルーホール30
0、絶縁膜303、LSI配線301及びゲート絶縁膜
307上にCVD法等によって絶縁膜304が形成さ
れ、さらに接着剤306がウエハ表面に塗布され、支持
基板205が半導体基板202上に接着されている。
The first step is a step of manufacturing a laminated LSI chip and is shown in FIGS. 4 (a) to 4 (e). First, a support substrate 205 for holding an LSI chip is bonded to the front surface side of a semiconductor substrate 202 on which an LSI is formed by using an adhesive such as resin (FIG. 4B). FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of the semiconductor substrate 202 on which the support substrate 205 is mounted at this time. As shown in FIG. 5, a gate electrode 305 surrounded by a gate insulating film 307 is formed on the semiconductor substrate 202, and an insulating layer 302 is formed on the semiconductor substrate 202 where the gate electrode 305 is not formed.
An insulating film 303 is formed on the insulating layer 302.
An LSI wiring 301 is formed between the gate insulating film 307 and the insulating film 303, and a through hole 300 for connecting the upper and lower LSIs is formed at a predetermined portion of the insulating film 303 by chemical etching or reactive ion etching. It is formed by the method of. Furthermore, these through holes 30
0, the insulating film 303, the LSI wiring 301, and the gate insulating film 307, the insulating film 304 is formed by the CVD method or the like, the adhesive 306 is further applied to the surface of the wafer, and the supporting substrate 205 is bonded onto the semiconductor substrate 202. There is.

【0008】次に、積層化後の上下のLSI間での信号
の授受をスムーズに行なうために半導体基板202の裏
面を研磨し、半導体基板202を十分に薄くして、薄層
化半導体基板202aを形成する(図4(c))。この
時の薄層化半導体基板202aの内部構造の拡大断面を
図6に示す。図6に示したように、薄層化半導体基板2
02aが図5に示したAーA’ライン、つまりスルーホ
ール300が貫通したスルーホール300aとなるまで
研磨され、薄層化半導体基板202aが形成されてい
る。
Next, the back surface of the semiconductor substrate 202 is polished to make the semiconductor substrate 202 sufficiently thin so that signals can be smoothly transferred between the upper and lower LSIs after lamination, and the semiconductor substrate 202a is thinned. Are formed (FIG. 4C). FIG. 6 shows an enlarged cross section of the internal structure of the thinned semiconductor substrate 202a at this time. As shown in FIG. 6, the thinned semiconductor substrate 2
02a is polished until the line AA 'shown in FIG. 5, that is, the through hole 300a penetrating the through hole 300 is formed, and the thinned semiconductor substrate 202a is formed.

【0009】さらに、この薄層化半導体基板202aと
支持基板205を、先に示したスクライブライン204
に沿って切断し、被積層LSIチップ206の作製を完
了する(図4(d))。
Further, the thinned semiconductor substrate 202a and the supporting substrate 205 are connected to each other by the scribe line 204 described above.
Then, the fabrication of the stacked LSI chip 206 is completed (FIG. 4D).

【0010】次に第2の工程は、被積層LSIチップの
接着工程であり、図4(f)と図4(g)に示される。
まず、図4(e)および図4(e’)で示した半導体基
板201の表面に作製されたLSIチップ部分に、第1
の工程で作製された支持基板205が搭載された被積層
LSIチップ206を位置合わせして、接着剤等によっ
て接着する(図4(f))。
Next, the second step is a step of adhering stacked LSI chips, which is shown in FIGS. 4 (f) and 4 (g).
First, the LSI chip portion formed on the surface of the semiconductor substrate 201 shown in FIG. 4E and FIG.
The layered LSI chip 206 on which the support substrate 205 manufactured in the above step is mounted is aligned and bonded with an adhesive or the like (FIG. 4F).

【0011】次に被積層LSIチップ206の支持基板
205を熱溶解等の化学的手段により接着剤306を解
かすことにより除去し、上部LSIチップ208を半導
体基板201上に残す(図4(g))。
Next, the supporting substrate 205 of the stacked LSI chip 206 is removed by dissolving the adhesive 306 by a chemical means such as heat melting, and the upper LSI chip 208 is left on the semiconductor substrate 201 (FIG. 4 (g). )).

【0012】この第2の工程は、必要な回数だけ繰り返
すことによって、LSIの積層数を選択することがで
き、図7は図4(g)に示したように、半導体基板20
2を例えば1枚積層したときの内部構造を示す拡大断面
図である。半導体基板201上にゲート絶縁膜307で
囲繞されたゲート電極305が形成されており、ゲート
電極305が形成されていない半導体基板201上に絶
縁層302が形成され、絶縁層302上には絶縁膜30
3が形成されており、絶縁膜303とゲート絶縁膜30
7との間にLSI配線500が形成されている。絶縁膜
303、ゲート絶縁膜307、LSI配線500上に接
着剤501が塗布されており、上部LSIチップ208
が搭載されている。上部LSIチップ208にも、ゲー
ト絶縁膜307で囲繞されたゲート電極305が形成さ
れており、ゲート電極305が形成されていない半導体
基板201上に絶縁層302が形成されており、絶縁層
302上には絶縁膜303が形成されており、絶縁膜3
03とゲート絶縁膜307との間にLSI配線301が
形成されている。上部LSIチップ208には所定の箇
所にスルーホール300が形成されており、このスルー
ホール300を通じてスルーホール300下方の接着剤
501が、化学的エッチングや反応性イオンエッチング
などの手法を用いて除去されており、半導体基板201
のLSI配線500の表面が露出している。上部LSI
チップ208の絶縁膜303、LSI配線301、ゲー
ト絶縁膜307上及びスルーホール300側壁表面には
絶縁膜304が形成されている。
By repeating this second step as many times as necessary, the number of stacked LSIs can be selected, and FIG. 7 shows the semiconductor substrate 20 as shown in FIG.
It is an expanded sectional view which shows an internal structure at the time of laminating | stacking 2 pieces of 2, for example. A gate electrode 305 surrounded by a gate insulating film 307 is formed on the semiconductor substrate 201, an insulating layer 302 is formed on the semiconductor substrate 201 on which the gate electrode 305 is not formed, and an insulating film is formed on the insulating layer 302. Thirty
3 is formed, the insulating film 303 and the gate insulating film 30 are formed.
The LSI wiring 500 is formed between the wiring 7 and the wiring 7. The adhesive 501 is applied on the insulating film 303, the gate insulating film 307, and the LSI wiring 500, and the upper LSI chip 208 is formed.
Is installed. The upper LSI chip 208 also has the gate electrode 305 surrounded by the gate insulating film 307, and the insulating layer 302 is formed on the semiconductor substrate 201 on which the gate electrode 305 is not formed. An insulating film 303 is formed on the insulating film 3 and
03 and the gate insulating film 307, the LSI wiring 301 is formed. Through holes 300 are formed at predetermined locations in the upper LSI chip 208, and the adhesive 501 under the through holes 300 is removed through the through holes 300 by using a method such as chemical etching or reactive ion etching. And semiconductor substrate 201
The surface of the LSI wiring 500 is exposed. Upper LSI
An insulating film 304 is formed on the insulating film 303 of the chip 208, the LSI wiring 301, the gate insulating film 307, and the sidewall surface of the through hole 300.

【0013】図8は図7で示したLSIチップ208と
LSI配線500とを電気的に接続するために、スルー
ホール300内にスルーホール電極600が形成された
状態を示す断面図であり、蒸着やメッキなどの手法を用
いてスルーホール電極600を形成している。
FIG. 8 is a sectional view showing a state in which a through hole electrode 600 is formed in the through hole 300 for electrically connecting the LSI chip 208 and the LSI wiring 500 shown in FIG. The through-hole electrode 600 is formed by using a method such as plating or plating.

【0014】最後に第3の工程は、積層化完了後のLS
Iをチップ状に切断する工程であり、図4(h)に示
す。第2の工程で、所望の枚数のLSIチップ208を
半導体基板201に積層化した後、図4(e’)に示し
たスクライブライン203に沿って、積層化LSIチッ
プ209に切断する(図4(h))。この後、積層化L
SIチップ209は、一般に後半工程と呼称される組み
立て工程を経て製品となる。
Finally, the third step is the LS after the lamination is completed.
This is a step of cutting I into chips, which is shown in FIG. In the second step, after laminating a desired number of LSI chips 208 on the semiconductor substrate 201, the laminated LSI chips 209 are cut along the scribe lines 203 shown in FIG. (H)). After this, the laminated L
The SI chip 209 becomes a product through an assembly process generally called a latter half process.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
積層型LSIにおいては、複数枚の上部LSIチップ2
08が積層されるため、従来からの2次元的LSIと比
べて、発生した熱を放熱し難く、回路素子が発生した熱
により誤動作あるいは動作不良を起こすといった課題が
あった。
However, in the above-mentioned laminated LSI, a plurality of upper LSI chips 2 are used.
Since the 08s are stacked, there is a problem that it is difficult to dissipate the generated heat as compared with the conventional two-dimensional LSI, and malfunction or malfunction occurs due to the heat generated by the circuit element.

【0016】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、放熱性が良好で、熱による素子の誤操作あるいは動
作不良を生じさせない積層型半導体集積回路を提供する
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stacked semiconductor integrated circuit which has good heat dissipation and does not cause an erroneous operation or malfunction of the element due to heat.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る積層型半導体集積回路は、複数個のLS
Iが接着手段により積層されて立体化された積層型LS
Iであって、各LSIの表面に良熱伝導性物質が形成さ
れていることを特徴とし、また、上記積層型半導体集積
回路において良熱伝導性物質が凹凸形状を有することを
特徴とし、また、上記積層型半導体集積回路において良
熱伝導性物質がトンネル部を有することを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a laminated semiconductor integrated circuit according to the present invention is provided with a plurality of LSs.
Stacked LS in which I is three-dimensionalized by being stacked by adhesive means
I, the good thermal conductive material is formed on the surface of each LSI, and the good thermal conductive material has an uneven shape in the stacked semiconductor integrated circuit, The laminated semiconductor integrated circuit is characterized in that the good heat conductive material has a tunnel portion.

【0018】[0018]

【作用】上記した積層型半導体集積回路によれば、積層
された各LSIの表面に良熱伝導性物質が形成されてい
るので、積層型LSI中のLSIにおいて発生する熱が
前記良熱伝導性物質を伝わって放熱され、放熱特性が向
上することとなる。
According to the above-described laminated semiconductor integrated circuit, since the good thermal conductive material is formed on the surface of each laminated LSI, the heat generated in the LSI in the laminated LSI has the good thermal conductivity. Heat is dissipated through the substance, and the heat dissipation characteristics are improved.

【0019】また上記良熱伝導性物質が凹凸形状を有し
ている場合、外気と接触する面積が大きくなり、さらに
放熱特性が向上することとなる。
Further, when the good thermal conductive material has an uneven shape, the area in contact with the outside air becomes large, and the heat dissipation characteristics are further improved.

【0020】また上記良熱伝導性物質がトンネル部を有
する場合、外気と接触する面積がさらに大きくなり、よ
り一層放熱特性が向上することとなる。
When the good thermal conductive material has a tunnel portion, the area in contact with the outside air is further increased, and the heat dissipation characteristics are further improved.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明に係る積層型半導体集積回路の
実施例を図面に基いて説明する。なお、従来例と同一の
機能を有する構成部品には同一の符号を付すこととす
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a laminated semiconductor integrated circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that components having the same functions as those of the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0022】図1は実施例に係る積層型LSIを示した
模式的拡大断面図であり、2層に積層化したときのもの
である。図中210は下部LSIチップを示しており、
下部LSIチップ210は以下のように構成されてい
る。半導体基板201上にゲート絶縁膜307で囲繞さ
れたゲート電極305が形成されており、ゲート電極3
05が形成されていない半導体基板201上に絶縁層3
02が形成され、絶縁層302上には絶縁膜303が形
成されており絶縁膜303とゲート絶縁膜307との間
にLSI配線500が形成されている。さらにLSI配
線500が形成されていない絶縁膜303上には良熱伝
導性物質701が形成されている。この良熱伝導性物質
701の材料としては、アルミニウム、クロム、あるい
は金等が用いられている。また良熱伝導性物質701の
形成方法としては、メタル蒸着法、あるいはスパッタ法
等が用いられ、複合膜を形成する場合には、さらにメッ
キ法などを用いればよい。また良熱伝導性物質701は
LSIの電気的特性に悪影響(短絡など)を与えないよ
うに形成され、LSIチップ210で発生した熱を効率
的に放熱するようになっている。
FIG. 1 is a schematic enlarged sectional view showing a laminated LSI according to an embodiment, which is a laminated LSI. In the figure, 210 indicates the lower LSI chip,
The lower LSI chip 210 is configured as follows. The gate electrode 305 surrounded by the gate insulating film 307 is formed on the semiconductor substrate 201.
The insulating layer 3 is formed on the semiconductor substrate 201 on which 05 is not formed.
02, the insulating film 303 is formed on the insulating layer 302, and the LSI wiring 500 is formed between the insulating film 303 and the gate insulating film 307. Further, a good heat conductive material 701 is formed on the insulating film 303 on which the LSI wiring 500 is not formed. Aluminum, chromium, gold, or the like is used as the material of the good heat conductive material 701. A metal vapor deposition method, a sputtering method, or the like is used as a method of forming the good thermal conductive material 701, and a plating method or the like may be further used when a composite film is formed. Further, the good heat conductive material 701 is formed so as not to adversely affect the electrical characteristics of the LSI (such as a short circuit), and efficiently dissipates the heat generated in the LSI chip 210.

【0023】また図中208は上部LSIチップを示し
ており、上部LSIチップ208は以下のように構成さ
れている。薄層化半導体基板202a上にゲート絶縁膜
307に囲繞されたゲート電極305が形成されてお
り、ゲート電極305が形成されていない薄層化半導体
基板202a上に絶縁層302が形成されており、この
絶縁層302上に絶縁膜303が形成されている。ゲー
ト絶縁膜307と絶縁膜303との間にはLSI配線3
01が形成されており、絶縁膜303の所定箇所に上下
のLSIを結ぶスルーホールが化学的エッチングまたは
反応性イオンエッチング等の方法によって形成され、そ
の後研磨工程により貫通したスルーホール300aが形
成されている。この貫通したスルーホール300aの側
壁絶縁膜303、LSI配線301及びゲート絶縁膜3
07上にCVD法等によって素子保護用の絶縁膜304
が形成されている。そして上部LSIチップ208は接
着剤501を塗布された下部LSIチップ210上に接
着されて積層型LSI100が形成されている。貫通し
たスルーホール300a内にスルーホール電極600が
形成されている。スルーホール電極600の近傍を除く
上部LSIチップ208の全面に良熱伝導性物質700
が形成されている。この良熱伝導性物質700は下部L
SIチップ210の良熱伝導性物質701と同様の方法
及び材料を用いて形成されており、良熱伝導性物質70
0、701は図4(a’)及び図4(e’)で示した工
程の後に形成される。
Reference numeral 208 in the drawing denotes an upper LSI chip, and the upper LSI chip 208 is constructed as follows. A gate electrode 305 surrounded by a gate insulating film 307 is formed on the thinned semiconductor substrate 202a, and an insulating layer 302 is formed on the thinned semiconductor substrate 202a on which the gate electrode 305 is not formed. An insulating film 303 is formed on the insulating layer 302. The LSI wiring 3 is provided between the gate insulating film 307 and the insulating film 303.
No. 01 is formed, a through hole connecting the upper and lower LSIs is formed at a predetermined position of the insulating film 303 by a method such as chemical etching or reactive ion etching, and then a through hole 300a is formed by a polishing process. There is. The side wall insulating film 303, the LSI wiring 301, and the gate insulating film 3 of the through hole 300a penetrating therethrough.
An insulating film 304 for protecting the element is formed on the layer 07 by CVD or the like.
Are formed. Then, the upper LSI chip 208 is bonded onto the lower LSI chip 210 coated with the adhesive 501 to form the stacked LSI 100. A through hole electrode 600 is formed in the through hole 300a penetrating therethrough. A good heat conductive material 700 is formed on the entire surface of the upper LSI chip 208 except for the vicinity of the through hole electrode 600.
Are formed. This good thermal conductive material 700 has a lower L
The good thermal conductive material 701 of the SI chip 210 is formed using the same method and material.
0 and 701 are formed after the steps shown in FIGS. 4A ′ and 4E ′.

【0024】上記のように構成された積層型LSI10
0にあっては、上部LSIチップ208においては良熱
伝導性物質700から、下部LSIチップ210におい
ては良熱伝導性物質701から、それぞれの上部、下部
LSIチップ208、210に生じた熱を効果的に外気
に放熱することができる。従って、放熱特性が向上し、
素子の誤操作及び動作不良を防ぐことが可能となる。
Stacked type LSI 10 constructed as described above
At 0, the heat generated from the good thermal conductive material 700 in the upper LSI chip 208 and the good thermal conductive material 701 in the lower LSI chip 210 is applied to the upper and lower LSI chips 208 and 210, respectively. It can radiate heat to the outside. Therefore, the heat dissipation characteristics are improved,
It is possible to prevent erroneous operation and malfunction of the element.

【0025】図2は本発明に係る積層型LSIの別の実
施例を示した模式的拡大断面図である。図中208は上
部LSIチップを示しており、上部LSIチップ208
は上記した実施例の場合と同様の構成をしており、この
部分の詳細な説明をここでは省略することとする。図中
201は半導体基板を示しており、半導体基板201上
にゲート電極305を囲繞したゲート絶縁膜307が形
成されており、ゲート絶縁膜307が形成されていない
半導体基板201上に絶縁層302が形成されており、
絶縁層302上に絶縁膜303が形成されている。絶縁
膜303とゲート絶縁膜307との間にはLSI配線5
00が形成されており、LSI配線500が形成されて
いない絶縁膜303上に良熱伝導性物質702が形成さ
れており、良熱伝導性物質702の材料としては上記実
施例の場合と同様、アルミニウム、クロム、金等が用い
られている。下部LSIチップ210の上部LSIチッ
プ208を搭載する箇所には接着剤501が塗布され、
下部LSIチップ210と上部LSIチップ208とが
接着されている。また上部LSIチップ208が搭載さ
れる箇所の良熱伝導性物質702表面は平面状に形成さ
れているが、上部LSIチップ208で覆われず外気に
触れる良熱伝導性物質702表面には多数の凸部702
aが形成されている。この良熱伝導性物質702の形成
には、選択メッキ法等が用いられており、先に述べた実
施例の場合と同様に、良熱伝導性物質702は図4
(e’)で示した工程の後に形成される。
FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view showing another embodiment of the laminated LSI according to the present invention. Reference numeral 208 in the drawing denotes an upper LSI chip, and the upper LSI chip 208
Has the same configuration as that of the above-described embodiment, and detailed description of this portion will be omitted here. Reference numeral 201 in the figure denotes a semiconductor substrate. A gate insulating film 307 surrounding a gate electrode 305 is formed on the semiconductor substrate 201, and an insulating layer 302 is formed on the semiconductor substrate 201 on which the gate insulating film 307 is not formed. Has been formed,
An insulating film 303 is formed on the insulating layer 302. The LSI wiring 5 is provided between the insulating film 303 and the gate insulating film 307.
00 is formed, and the good thermal conductive material 702 is formed on the insulating film 303 on which the LSI wiring 500 is not formed. The material of the good thermal conductive material 702 is similar to that in the above-described embodiment. Aluminum, chrome, gold, etc. are used. An adhesive agent 501 is applied to a portion of the lower LSI chip 210 where the upper LSI chip 208 is mounted,
The lower LSI chip 210 and the upper LSI chip 208 are bonded. Although the surface of the good thermal conductive material 702 where the upper LSI chip 208 is mounted is formed in a planar shape, a large number of good thermal conductive material 702 surfaces that are not covered with the upper LSI chip 208 and are exposed to the outside air. Convex portion 702
a is formed. A selective plating method or the like is used for forming the good heat conductive material 702, and the good heat conductive material 702 is formed in the same manner as in the above-described embodiment.
It is formed after the step shown in (e ′).

【0026】このように構成された積層型LSI101
にあっては、外気に触れる良熱伝導性物質702表面に
多数の凸部702aが形成されているので、外気と接す
る面積を増大させることができる。従って、下部LSI
チップ210に生じた熱の放熱特性をより一層向上させ
ることができ、発生した熱による素子の誤動作または動
作不良を防ぐことができる。
Stacked type LSI 101 configured as described above
In this case, since a large number of convex portions 702a are formed on the surface of the good thermal conductive material 702 that comes into contact with the outside air, the area in contact with the outside air can be increased. Therefore, the lower LSI
The heat dissipation characteristics of the heat generated in the chip 210 can be further improved, and malfunction or malfunction of the element due to the generated heat can be prevented.

【0027】図3は本発明に係る積層型LSIのさらに
別の実施例を示した模式的拡大断面図である。図中20
8は上部LSIチップを示しており、上部LSIチップ
208は上記した実施例の場合と同様の構成をしてお
り、この部分の詳細な説明をここでは省略することとす
る。図中201は半導体基板を示しており、半導体基板
201上にゲート電極305を囲繞したゲート絶縁膜3
07が形成されており、ゲート絶縁膜307が形成され
ていない下部半導体基板201上に絶縁層302が形成
されており、絶縁層302上に絶縁膜303が形成され
ている。絶縁膜303とゲート絶縁膜307との間には
LSI配線500が形成されており、LSI配線500
が形成されていない絶縁膜303上に良熱伝導性物質7
03が形成されており、良熱伝導性物質703の材料と
しては上記実施例の場合と同様、アルミニウム、クロ
ム、金等が用いられている。下部LSIチップ210の
上部LSIチップ208を搭載する箇所には接着剤50
1が塗布され、下部LSIチップ210と上部LSIチ
ップ208とが接着されて積層型LSI102が構成さ
れている。また上部LSI208が搭載される箇所の良
熱伝導性物質703表面は平面状に形成されているが、
上部LSIチップ208で覆われず外気に触れる良熱伝
導性物質703表面には多数のトンネル部703aが形
成されている。このトンネル部703aの内部は外気に
接触する空洞になっている。またこの良熱伝導性物質7
03の形成には、選択メッキ法が用いられており、エッ
チング液を用いてエッチングされてトンネル部703a
が形成されている。
FIG. 3 is a schematic enlarged sectional view showing still another embodiment of the laminated LSI according to the present invention. 20 in the figure
Reference numeral 8 denotes an upper LSI chip, and the upper LSI chip 208 has the same configuration as that of the above-described embodiment, and a detailed description of this portion will be omitted here. Reference numeral 201 in the drawing denotes a semiconductor substrate, and the gate insulating film 3 surrounding the gate electrode 305 on the semiconductor substrate 201.
07, the insulating layer 302 is formed on the lower semiconductor substrate 201 on which the gate insulating film 307 is not formed, and the insulating film 303 is formed on the insulating layer 302. The LSI wiring 500 is formed between the insulating film 303 and the gate insulating film 307.
The good thermal conductive material 7 is formed on the insulating film 303 on which the film is not formed.
No. 03 is formed, and as the material of the good thermal conductive material 703, aluminum, chromium, gold or the like is used as in the case of the above-mentioned embodiment. Adhesive 50 is applied to the lower LSI chip 210 where the upper LSI chip 208 is mounted.
1 is applied and the lower LSI chip 210 and the upper LSI chip 208 are adhered to each other to form the laminated LSI 102. Further, the surface of the good thermal conductive material 703 at the place where the upper LSI 208 is mounted is formed in a flat shape,
A large number of tunnel portions 703a are formed on the surface of the good thermal conductive material 703 which is not covered with the upper LSI chip 208 and is exposed to the outside air. The inside of the tunnel portion 703a is a cavity that contacts the outside air. Also, this good heat conductive material 7
A selective plating method is used to form 03, and the tunnel portion 703a is etched by using an etching solution.
Are formed.

【0028】このように構成された積層型LSI102
にあっては、外気に触れる良熱伝導性物質703表面に
多数のトンネル部703aが形成されているので、外気
と接する面積を増大させることができる。従って、下部
LSIチップ210に生じた熱の放熱特性をより一層向
上させることができ、発生した熱による素子の誤動作ま
たは動作不良を防ぐことができる。
The laminated LSI 102 thus configured
In this case, since a large number of tunnel portions 703a are formed on the surface of the good thermal conductive material 703 that comes into contact with the outside air, the area in contact with the outside air can be increased. Therefore, it is possible to further improve the heat dissipation characteristic of the heat generated in the lower LSI chip 210, and prevent malfunction or malfunction of the element due to the generated heat.

【0029】なお上記実施例ではMOSーLSIに適用
した場合を示したが、これに限定されるものでなく、バ
イポーラLSIや化合物半導体あるいはLEDなどの個
別半導体に適用しても良い。また、図4では被積層LS
Iがチップに切断された後に積層化されているが、これ
に限定されるものでなく、ウエハのまま積層化されても
良い。
In the above embodiment, the case of application to a MOS-LSI has been shown, but the present invention is not limited to this and may be applied to a bipolar LSI, a compound semiconductor, or an individual semiconductor such as an LED. Moreover, in FIG.
Although I is laminated after being cut into chips, the present invention is not limited to this, and the wafer may be laminated as it is.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る積層型
半導体集積回路にあっては、積層された各LSI表面に
良熱伝導性物質が形成されているので、積層型LSI中
の各LSIにおいて発生する熱が前記良熱伝導性物質を
通して効率的に放熱され、放熱特性を向上させることが
できる。
As described above in detail, in the stacked semiconductor integrated circuit according to the present invention, since the good thermal conductive material is formed on the surface of each stacked LSI, each of the stacked LSIs The heat generated in the LSI is efficiently radiated through the good heat conductive material, and the heat radiation characteristics can be improved.

【0031】また上記良熱伝導性物質が凹凸形状を有し
ている場合、外気と接触する面積が大きくなり、さらに
放熱特性を向上させることが可能となる。
Further, in the case where the good heat conductive material has an uneven shape, the area in contact with the outside air becomes large, and it becomes possible to further improve the heat dissipation characteristics.

【0032】また上記良熱伝導性物質がトンネル部を有
する場合、外気と接触する面積がさらに大きくなること
により、より一層放熱特性を向上させることが可能とな
る。
Further, when the good thermal conductive material has a tunnel portion, the area in contact with the outside air is further increased, so that the heat radiation characteristics can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る積層型LSIの実施例を模式的に
示した拡大断面図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view schematically showing an embodiment of a laminated LSI according to the present invention.

【図2】本発明に係る積層型LSIの別の実施例を模式
的に示した拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view schematically showing another embodiment of the laminated LSI according to the present invention.

【図3】本発明に係る積層型LSIのさらに別の実施例
を模式的に示した拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view schematically showing still another embodiment of the laminated LSI according to the present invention.

【図4】(a)〜(h)は一般の積層型LSIの製造工
程を示した平面図及び断面図である。
4A to 4H are a plan view and a cross-sectional view showing a manufacturing process of a general laminated LSI.

【図5】従来例における支持基板を搭載した上部LSI
を示した拡大断面図である。
FIG. 5 is an upper LSI on which a supporting substrate according to a conventional example is mounted.
It is an expanded sectional view showing.

【図6】従来例における支持基板を搭載した上部LSI
の裏面研磨後の構造を示した拡大断面図である。
FIG. 6 is an upper LSI on which a supporting substrate according to a conventional example is mounted.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the structure after backside polishing of FIG.

【図7】従来例における積層したLSIを示した拡大断
面図である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a stacked LSI in a conventional example.

【図8】従来例における積層したLSIにスルーホール
電極を形成した後の状態を示した拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a state after a through-hole electrode is formed on the stacked LSI in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、101、102 積層型LSI 208 上部LSIチップ 210 下部LSIチップ 501 接着剤(接着手段) 700、701、702、703 良熱伝導性物質 702a 凸部(凹凸形状) 703a トンネル部 100, 101, 102 Stacked LSI 208 Upper LSI chip 210 Lower LSI chip 501 Adhesive (adhesive means) 700, 701, 702, 703 Good thermal conductive material 702a Convex portion (uneven shape) 703a Tunnel portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 秀行 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideyuki Tsuji 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数個の半導体集積回路(以下LSIと
記す)が接着手段により積層されて立体化された積層型
LSIであって、各LSIの表面に良熱伝導性物質が形
成されていることを特徴とする積層型LSI。
1. A multi-layered LSI in which a plurality of semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as "LSIs") are laminated by an adhesive means to form a three-dimensional structure, and a good thermal conductive material is formed on the surface of each LSI. A laminated LSI characterized by the above.
【請求項2】 良熱伝導性物質が凹凸形状を有すること
を特徴とする請求項1記載の積層型LSI。
2. The laminated LSI according to claim 1, wherein the good thermal conductive material has an uneven shape.
【請求項3】 良熱伝導性物質がトンネル部を有するこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の積層型LS
I。
3. The laminated LS according to claim 1, wherein the good heat conductive material has a tunnel portion.
I.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007318106A (en) * 2006-04-28 2007-12-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor integrated circuit, its manufacturing method, and semiconductor device using semiconductor integrated circuit
US7785938B2 (en) 2006-04-28 2010-08-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Semiconductor integrated circuit, manufacturing method thereof, and semiconductor device using semiconductor integrated circuit

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