JPH07114253B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH07114253B2
JPH07114253B2 JP1090114A JP9011489A JPH07114253B2 JP H07114253 B2 JPH07114253 B2 JP H07114253B2 JP 1090114 A JP1090114 A JP 1090114A JP 9011489 A JP9011489 A JP 9011489A JP H07114253 B2 JPH07114253 B2 JP H07114253B2
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岳雄 越智
賢造 畑田
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複数の半導体素子を一体化して形成した半導体
装置、特に受光素子や発光素子を駆動用半導体素子と一
体化して形成した半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
従来の技術 半導体素子同志を直接接合して一体化して形成できる技
術としてMBB(Micro Bamp Bonding)実装技術がある。M
BB実装技術とは絶縁性樹脂により、半導体素子を回路基
板もしくは別の半導体素子に直接接合する技術であり、
電極同志の電気的接続は、樹脂の硬化収縮応力を利用し
た圧接により行うことを特徴とする半導体実装技術であ
る。MBB実装技術の一実施例を第4図に示した工程図と
ともに示す。
まず第4図(a)に示した様に第1の半導体素子41の第
1電極42を有する面に光硬化性の絶縁性樹脂45を塗布す
る。次いで第4図(b)に示した様に、その上に突起電
極44を形成した第2の半導体素子43を第1の半導体素子
41上に載せ、第1の電極42と突起電極44を位置合わせす
る。次に第4図(c)に示した様に、加圧治具46を用い
て第1の半導体素子41と第2の半導体素子43を加圧す
る。この際、絶縁性樹脂45は加圧により押し出され、第
1の電極42と突起電極44は接触し、電気的に接続する。
この状態のまま第4図(d)に示すように絶縁性樹脂45
にUV(紫外)線100を側面から照射し絶縁性樹脂45を硬
化させる。硬化後は第4図(e)に示す様に加圧を除去
しても、第1の電極42と突起電極44は絶縁性樹脂45の硬
化収縮力により圧接され、両者の電気的接続は接触によ
り保持される。こうして一体化された半導体装置を実際
の電気回路と接続するには、例えば第4図に示した様に
して第1の半導体素子41を第2の半導体素子43よりも大
きくしておき、第1の半導体素子41と第2の半導体素子
43の接合面より外側に配置した接続用の端子47をワイヤ
ボンデやTAB等の技術により接続する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のMBB実装技術により半導体素子同
志を直接接合する場合、下記の問題がある。
i)UV線を側方から照射せねばらず樹脂の硬化が行いに
くい。
ii)位置合わせの際に半導体素子の電極が見えず、位置
合わせしにくい。
iii)素子41が受光素子もしくは発光素子でありこれを
実装する場合は、受光素子や発光素子の受光部や発光部
が半導体素子41にはさまれて影になり受光や照射が行な
えない。
問題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明では受光素子や発
光素子等の半導体素子もしくはそれに接続される半導体
素子を光透過性とするものである。
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、第1の電
極を有する第1の半導体素子と第2の電極を有する第2
の半導体素子を、前記第1の電極と第2の電極を有する
面同志を向き合わせ、前記第1の電極と第2の電極の位
置を合わせて接触させた状態で、前記第1の半導体素子
と第2の半導体素子の間に介在させた光硬化性の絶縁性
樹脂により固定し、前記第1の半導体素子と第2の半導
体素子を一体化させる半導体装置の製造方法において、
前記第1の半導体素子もしくは第2の半導体素子が透光
性を有し、透光性の前記素子を透過する光で前記樹脂を
硬化させる方法である。
また、本発明は、第1又は第2の半導体素子が受光素子
もしくは発光素子であり、前記第2又は第1の半導体素
子が駆動用であり、また、第1の半導体素子もしくは第
2の半導体素子が突起電極を有するものを用いる方法を
提供する。
作用 半導体素子が透光性を有するので下記の作用がある。
i)UV線を半導体素子を透過させて照射できる。
ii)半導体素子の裏面から電極位置を確認できるので半
導体素子の電極同志の位置合わせが簡単となる。
iii)受光素子や発光素子を実装する場合、対向する半
導体素子を透して光を受光もしくは照射できる。
実施例 本発明をCCD固体撮像装置の実装に応用した際の1実施
例を第1図に示す。またその形成プロセスを第2図に示
す。本実施例におけるCCD装置は光透過性基板3の表面
にCCD回路2を形成したCCD素子1,CCD素子1の駆動用半
導体素子5と両者を接続するための絶縁性樹脂8とから
成る。CCD素子1には金属電極4があり、駆動用半導体
素子5には突起電極6及び外部接続用端子7がある。
まず、光透過性基板7の表面にCCD回路2を形成する方
法を第3図に示した工程図により説明する。まず第3図
(a)に示す石英ガラス等の光透過性基板3表面にCVD
等を用いてポリシリコン薄膜32を3〜5μ程度形成させ
(第3図(b))、次いで第3図(c)に示す様にアニ
ーリング等によりポリシリコン薄膜32をシリコン薄膜33
に変化させ、次にこのシリコン薄膜33に対し通常の半導
体製造プロセスを用いて第3図(d)に示す様に金属電
極34(転送ゲート36,出力ゲート37,出力端子38)SiO2
縁膜35,出力ダイオード39から成るCCD素子1を形成す
る。金属電極34は通常Al等を用い、蒸着,エッチング等
により形成する。こうして形成させたCCD回路2はSi膜
が非常に薄いため、CCD素子1の裏面からの光をSi膜越
しに受光できる。
作製したCCD素子1は第2図に示すプロセスにより突起
電極6を有する駆動用半導体素子5に接続する。突起電
極6はAu等から成り、CCD素子側に形成されていてもよ
い。まず、突起電極4を有する駆動用半導体素子5を真
空チャック等を用いて裏面から固定しておき、ついで第
2図(b)に示す様に駆動用半導体素子5の突起電極6
を有する面にUV硬化性の絶縁性樹脂8を塗布する。絶縁
性樹脂8としてはエポキシ,アクリル系の樹脂を用い
る。CCD素子1をこの上に搭載し第2図(c)に示す様
にして各電極同志を対向する様に位置合わせする。この
際、CCD素子1は光を透過する為、両者の電極がCCD素子
1を通して確認でき、TVモニター等を用いて画像を拡大
してやれば簡単に電極同志を位置合わせできる。この状
態のまま第2図(d)に示す様にして半導体素子2とCC
D素子1を加圧治具9を用いて加圧し、両者の電極を接
触させる。この際、電極間に存在する絶縁性樹脂8は加
圧により電極間から押し出される。加圧治具9には石英
ガラス等のUV透過性のものを用いる。加圧したまま第2
図(e)に示す様にしてCCD素子1の裏面側からUV線100
を照射して絶縁性樹脂8を硬化させる。この際、CCD素
子1はUV線を透過するので絶縁性樹脂3は短時間で完全
に硬化する。絶縁性樹脂8が完全に硬化したら加圧をは
ずす。絶縁性樹脂8の硬化により収縮力が働いているの
で第2図(f)に示す様に加圧をはずしてもCCD素子1
の金属電極5と駆動用半導体素子2の突起電極6との電
気的接続は接触により保たれる。
こうして形成させたCCD装置は、CCDの裏面から入射する
光200を光透過性の基板3を通してCCDが受光できる。
又、本発明により作成された構造によれば、CCD素子の
受光部がCCDの電極4の影になることなく、100%光を受
光できるので高感度が得られる。
半導体装置と他の電気回路との接続には、外部接続用端
子7を用い、ワイヤボンドやTAB等の技術により接続を
行う。今回は、CCD素子を光透過性としたが、CCD素子の
代わりに駆動用半導体素子5を光過性にしてもよい。
又、本実施例ではCCD装置を用いたが、CCD以外の受光素
子やLED等の発光素子においても同様の構造で実施でき
る。LED等の発光素子の場合は発光した光を発光素子自
身や、駆動用半導体素子を透過させて照射できる。
更に、本発明の実施例の考え方を押し進め、駆動用半導
体素子5として、駆動用回路とMPUを兼ね備えた半導体
素子を用い、これにCCD素子1と直接接合して一体化し
た場合、MBB実装技術で電極接続を行うので接続端子数
に左右されずに一括接合でき、必要に応じて出力端子数
を増やすことができ、入射光としてCCD素子1に検出さ
れたデータのMPU回路への転送が高速化できる。
発明の効果 本発明によれば以下に示す効果が発揮される。
i)CCDの様な受光素子や発光素子を駆動用半導体素子
に一括接合により一体化して接合できる為、薄型,小
型,工程減,部品点数減,高速実装が可能になり、薄型
低コスト実装が可能となる。
ii)CCD等の受光素子で蓄えられたデータが並列に一括
して他のIC素子に送られるので、データの転送損失が無
くなり、データの処理時間も短縮できる。
iii)CCD等の受光素子では、受光面積が100%得られる
ので高感度が得られる。
iv)発光素子もしくは受光素子と駆動用半導体素子が向
き合った状態で絶縁性樹脂が充点されているので封止が
不要になり、コストダウンできる。
v)半導体素子同志をMBB実装技術を用いてはり合わす
場合の半導体素子電極同志が容易となる。
vi)半導体素子同志をMBB実装技術を用いてはり合わす
場合の光硬化性樹脂へのUV照射が容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により作成された半導体装置の断面図、
第2図は本発明の一実施例の製造工程図、第3図は光透
過性基板上にCCDを形成させる方法の工程断面図、第4
図は従来法による半導体実装方法の工程断面図である。 1……CCD素子、2……CCD回路、3,31……光透過性基
板、4,34……金属電極、5……駆動用半導体素子、6…
…突起電極、7……外部接続用端子、8……絶縁性樹
脂、9……加圧治具、32……ポリシリコン薄膜、33……
シリコン薄膜、35……SiO2絶縁膜、36……転送ゲート、
37……出力ゲート、38……出力端子、39……出力ダイオ
ード、41……第1の半導体素子、42……第1の電極、43
……第2の半導体素子。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の電極を有する第1の半導体素子と第
    2の電極を有する第2の半導体素子を、前記第1の電極
    と第2の電極を有する面同志を向き合わせ、前記第1の
    電極と第2の電極の位置を合わせて接触させた状態で、
    前記第1の半導体素子と第2の半導体素子の間に介在さ
    せた光硬化性の絶縁性樹脂により固定し、前記第1の半
    導体素子と第2の半導体素子を一体化させる半導体装置
    の製造方法において、前記第1の半導体素子もしくは第
    2の半導体素子が透光性を有し、透光性の前記素子を透
    過する光で前記樹脂を硬化させることを特徴とした半導
    体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】第1又は第2の半導体素子が受光素子もし
    くは発光素子であり、前記第2又は第1の半導体素子が
    駆動用であることを特徴とした特許請求の範囲第1項に
    記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】第1の半導体素子もしくは第2の半導体素
    子が突起電極を有することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】第1又は第2の半導体素子が回路基板であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導
    体装置の製造方法。
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