JPH07249657A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH07249657A
JPH07249657A JP6040043A JP4004394A JPH07249657A JP H07249657 A JPH07249657 A JP H07249657A JP 6040043 A JP6040043 A JP 6040043A JP 4004394 A JP4004394 A JP 4004394A JP H07249657 A JPH07249657 A JP H07249657A
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JP
Japan
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semiconductor chip
integrated circuit
circuit device
film
semiconductor integrated
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JP6040043A
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Hiroyuki Takahashi
裕之 高橋
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリップチップ方式によって配線基板上に実
装された半導体チップの外観検査を容易に実施できるよ
うにする。 【構成】 半導体チップ40をパッケージ基板41上に
フェイスダウンボンディングする際、バンプ電極43の
高さを異ならせて半導体チップ40を斜めに実装し、半
導体チップ40の素子形成面の外観検査を可能とすると
共に、半導体チップ40の放熱性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、フリップチップ方式によって半導体チップ
を配線基板に実装する半導体集積回路装置に適用して有
効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体チップを配線基板に実装する方式
として、フリップチップ方式が知られている。
【0003】フリップチップ方式は、半導体チップの主
面に蒸着した半田薄膜をリフトオフ法でパターニングし
て電極パッド上のみに半田薄膜を残し、これを加熱溶融
してボール状の半田バンプを形成した後、この半田バン
プを介して半導体チップを配線基板上にフェイスダウン
ボンディングする方式であり、例えば「日本金属学会会
報第23巻第12号(1984年)」 P1004〜P1013 や、特
開昭62−249429号公報などに記載がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記フリップチップ方
式は、半導体チップの素子形成面を下向きにして配線基
板上に実装するため、実装後に半導体チップの素子形成
面を外観検査することが殆ど不可能で、迅速な不良解析
を行うことができないという問題があった。
【0005】また、半導体チップの素子形成面と配線基
板との隙間が極めて狭い(半田バンプの直径程度)た
め、半導体チップの放熱性が低いという問題があった。
【0006】本発明の目的は、フリップチップ方式で配
線基板上に実装された半導体チップの外観検査を容易に
実施することのできる技術を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、フリップチップ方式
で配線基板上に実装された半導体チップの放熱性を向上
させることのできる技術を提供することにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0010】本発明の半導体集積回路装置は、半導体チ
ップを配線基板の主面上にフェイスダウンボンディング
する際、高さの異なるバンプ電極を用いて半導体チップ
を配線基板の主面上に斜め実装するものである。
【0011】
【作用】上記した手段によれば、半導体チップを配線基
板の主面上に斜めに実装することにより、半導体チップ
の素子形成面を横方向から外観検査することが可能とな
る。
【0012】また、半導体チップを配線基板の主面上に
斜めに実装することにより、半導体チップの素子形成面
と配線基板との隙間が広がるので、半導体チップの放熱
性が向上する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0014】(実施例1)図1は、本発明の一実施例で
ある半導体集積回路装置の断面図である。この半導体集
積回路装置は、シリコン単結晶の半導体チップ40をセ
ラミック製のパッケージ基板41の主面にフェイスダウ
ンボンディングし、この半導体チップ40をセラミック
製のキャップ42で気密封止したLSIパッケージであ
る。
【0015】上記半導体チップ40は、Au(金)のバ
ンプ電極43を介してパッケージ基板41の主面上の配
線44の一端に接続されている。また、この配線44の
他端には外部端子であるリード45が接続されている。
本実施例のLSIパッケージの特徴は、上記バンプ電極
43の高さを異ならせることによって、半導体チップ4
0をパッケージ基板41の主面上に斜め実装したことに
ある。
【0016】上記半導体チップ40の素子形成面には、
例えば図2に示すようなバイポーラトランジスタを備え
た高速バイポーラLSIが形成されている。
【0017】同図に示すように、半導体チップ40は、
高抵抗の単結晶シリコンからなる支持基板1上に酸化シ
リコン膜からなる接着層2を介して単結晶のシリコン薄
膜3を貼り合わせたSOI(Silicon On Insulator)基板
で構成されている。
【0018】バイポーラトランジスタは、上記SOI基
板のシリコン薄膜3の上に成長させたn型のエピタキシ
ャル層4の活性領域に形成されている。この活性領域の
下部には、シリコン薄膜3にn型の不純物をドープして
形成した埋込み層5が設けられている。
【0019】上記活性領域は素子分離領域によって周囲
の他の活性領域と電気的に分離されている。この素子分
離領域は、エピタキシャル層4の主面に形成された酸化
シリコン膜からなるフィールド絶縁膜6とその下部のシ
リコン薄膜3に形成されたU溝7とで構成されている。
【0020】上記活性領域の主面に形成されたバイポー
ラトランジスタは、n型コレクタ領域、p型ベース領
域、n型エミッタ領域の各々を上下方向に配置した縦型
構造で構成されている。n型コレクタ領域はエピタキシ
ャル層4、埋込み層5およびコレクタ引出し用のn型半
導体領域8で構成されている。p型ベース領域はグラフ
トベース領域であるp型半導体領域9と真性ベース領域
であるp型半導体領域10とで構成されている。n型エ
ミッタ領域はn型半導体領域11で構成されている。
【0021】上記コレクタ引出し用のn型半導体領域8
には、フィールド絶縁膜6の一部に開孔された接続孔1
2を通じて第1層目の配線13が接続されている。グラ
フトベース領域であるp型半導体領域9には、フィール
ド絶縁膜6の一部に開孔された接続孔14を通じてベー
ス引出し電極15の一端が接続されている。このベース
引出し電極15は、p型不純物(ホウ素)が導入された
多結晶シリコン膜で構成されている。ベース引出し電極
15の他端には、酸化シリコンからなる絶縁膜16に開
孔された接続孔17を通じて第1層目の配線18が接続
されている。
【0022】n型エミッタ領域であるn型半導体領域1
1には、フィールド絶縁膜6の一部に開孔された接続孔
19を通じてエミッタ引出し電極20が接続されてい
る。このエミッタ引出し電極20は、n型不純物(リン
またはヒ素)が導入された多結晶シリコン膜で構成され
ている。エミッタ引出し電極20には、絶縁膜16に開
孔された接続孔21を通じて第1層目の配線22が接続
されている。
【0023】上記第1層目の配線13,18,22は、
W(タングステン)/Al(アルミニウム)/W(タン
グステン)の積層膜で構成されている。ここで、下層の
Wはスパッタ法とCVD法との連続処理で形成され、下
地の絶縁膜16に対して良好な接着性を維持している。
また、Alは純AlまたはSiもしくはCuあるいはこ
の両者が添加されたアルミニウム合金で構成され、配線
抵抗を下げることを目的として用いられている。Cuは
マイグレーションを低減する作用がある。上層のWは、
反射防止膜としての作用を有している。
【0024】上記第1層目の配線13,18,22は、
層間絶縁膜23,24,25で覆われている。ここで、
層間絶縁膜23,25はプラズマCVD法で堆積した酸
化シリコン膜であり、層間絶縁膜24はスピンオングラ
ス膜である。この層間絶縁膜24はその表面がエッチバ
ックにより平坦化され、層間絶縁膜23の凹部に埋め込
まれている。
【0025】上記層間絶縁膜25の上には、第2層目の
配線26,27が形成されている。配線26は、層間絶
縁膜23,24,25にほぼ垂直に開孔された接続孔2
8を通じて第1層目の配線13に接続されている。第2
層目の配線26,27は、第1層目の配線13,18,
22と同じく、W/Al/Wの積層膜で構成されてい
る。
【0026】上記第2層目の配線26,27は、パッシ
ベーション膜で覆われている。このパッシベーション膜
は、プラズマCVD法で堆積した窒化シリコン膜29と
プラズマCVD法で堆積した酸化シリコン膜30との積
層膜で構成されている。
【0027】上記パッシベーション膜の上には、外部端
子用引出し配線としてのBLM層34が形成されてい
る。このBLM層34は、一例としてクロム(Cr)
膜、銅(Cu)膜、金(Au)膜を順次積層した構造と
なっている。ここで、Cr膜はCu膜とバンプ電極43
との反応を抑えるバリアの役目をし、Cu膜はバンプ電
極43の濡れ性を確保する役目をする。また、最上層の
Au膜はCu膜の酸化を防止する役目をする。
【0028】上記BLM層34は、パッシベーション膜
に開孔された接続孔36を通じて第2層目の配線26に
接続されている。この接続孔36は、その断面がテーパ
状となるように加工されている。また、BLM層34の
上には、Auのバンプ電極43が形成されている。
【0029】次に、本実施例のLSIパッケージの製造
方法の一例を図3〜図7を用いて説明する。
【0030】まず、図3に示すように、半導体チップ4
0の主面上にバンプ電極43を接合する。バンプ電極4
3の接合は、加熱、超音波またはこれらを併用した周知
のボールボンディング法で行う。
【0031】また、図4に示すように、上記の作業と並
行してパッケージ基板41の配線44上にも前記ボール
ボンディング法でバンプ電極43を接合する。このと
き、バンプ電極43を高さ方向に複数個重ね合わせて接
合する。その際、パッケージ基板41の一端側でバンプ
電極43の高さが高く、他端側で低くなるように、重ね
合わせるバンプ電極43の数を配線44同士の間で調整
する。
【0032】次に、図5に示すように、底面に傾斜を設
けたツール50をパッケージ基板41の上方からバンプ
電極43に圧着し、それぞれの配線44上に接合された
最上段のバンプ電極43がツール50の底面に接触する
ように高さを調整する。
【0033】次に、図6に示すように、パッケージ基板
41の主面上に半導体チップ40を重ね合わせ、パッケ
ージ基板41側のバンプ電極43と半導体チップ40側
のバンプ電極43とを熱圧着で接合して半導体チップ4
0を実装する。
【0034】次に、図7に示すように、半導体チップ4
0の外観検査を行う。この外観検査は、半導体チップ4
0の素子形成面の状態やバンプ電極43の接続状態など
を鏡面51からの反射光などを利用してパッケージ基板
41の上方から目視あるいは顕微鏡で検査することによ
り、容易に実施が可能である。
【0035】その後、半導体チップ40をキャップ42
で気密封止することにより、前記図1に示すLSIパッ
ケージが完成する。
【0036】このように、本実施例によれば、パッケー
ジ基板41の主面上にフェイスダウンボンディングした
半導体チップ40の外観検査を容易に実施することがで
きるので、LSIパッケージの信頼性、製造歩留りが向
上する。
【0037】また、本実施例によれば、半導体チップ4
0を斜め実装することにより、半導体チップ40の素子
形成面とパッケージ基板41との隙間が広がり、半導体
チップ40からパッケージ基板41への輻射熱が低減さ
れると共に、この隙間に空気の対流が生じ易くなるの
で、半導体チップ40の放熱性が向上する。
【0038】(実施例2)図8は、本発明の他の実施例
である半導体集積回路装置の断面図である。前記実施例
1では、パッケージ基板41の配線44上に重ね合わせ
るバンプ電極43の数を変えて半導体チップ40に傾斜
を持たせたが、本実施例2では、図8に示すように、パ
ッケージ基板41側に接合したバンプ電極43と半導体
チップ40側に接合したバンプ電極43との間に導電性
のピン46を介在させ、このピン46の長さを変えるこ
とによって半導体チップ40を斜め実装している。
【0039】本実施例2によれば、前記実施例1と同
様、パッケージ基板41の主面上にフェイスダウンボン
ディングした半導体チップ40の外観検査を容易に実施
することができる。また、半導体チップ40の放熱性を
向上させることができる。
【0040】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0041】前記実施例では、LSIパッケージの基板
上に半導体チップを実装した場合について説明したが、
半導体チップをフリップチップ方式で各種配線基板上に
実装する場合に広く適用することができる。
【0042】また、本発明によれば、半導体チップの外
観検査のみならず、半導体チップを配線基板にフェイス
ダウンボンディングする際、配線基板側のバンプ電極
(または配線)と半導体チップ側のバンプ電極との位置
合わせも高精度に行うことが可能となる。
【0043】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0044】本発明によれば、半導体チップを配線基板
上に斜め実装することにより、配線基板上にフェイスダ
ウンボンディングされた半導体チップの外観検査を容易
に実施することができる。
【0045】また、本発明によれば、半導体チップを配
線基板上に斜め実装することにより、半導体チップの素
子形成面と配線基板との隙間が広がり、半導体チップの
放熱性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
断面図である。
【図2】図1に示す半導体集積回路装置に実装された半
導体チップの要部断面図である。
【図3】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す断面図である。
【図4】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す断面図である。
【図5】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す断面図である。
【図6】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す断面図である。
【図7】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す断面図である。
【図8】本発明の他の実施例である半導体集積回路装置
の断面図である。
【符号の説明】
1 支持基板 2 接着層 3 シリコン薄膜 4 エピタキシャル層 5 埋込み層 6 フィールド絶縁膜 7 U溝 8 n型半導体領域 9 p型半導体領域 10 p型半導体領域 11 n型半導体領域 12 接続孔 13 配線 14 接続孔 15 ベース引出し電極 16 絶縁膜 17 接続孔 18 配線 19 接続孔 20 エミッタ引出し電極 21 接続孔 22 配線 23 層間絶縁膜 24 層間絶縁膜 25 層間絶縁膜 26 配線 27 配線 28 接続孔 29 窒化シリコン膜 30 酸化シリコン膜 34 BLM層 36 接続孔 40 半導体チップ 41 パッケージ基板 42 キャップ 43 バンプ電極 44 配線 45 リード 46 ピン 50 ツール 51 鏡面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線基板の主面上にバンプ電極を介して
    半導体チップをフェイスダウンボンディングした半導体
    集積回路装置であって、高さの異なるバンプ電極を用い
    て前記半導体チップを前記配線基板の主面上に斜め実装
    したことを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 複数個のバンプ電極を高さ方向に重ね合
    わせることによってバンプ電極の高さを異ならせたこと
    を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 対向する一対のバンプ電極の間に長さの
    異なるピンを介在させてバンプ電極の高さを異ならせた
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 バンプ電極を金で構成したことを特徴と
    する請求項1、2または3記載の半導体集積回路装置。
JP6040043A 1994-03-10 1994-03-10 半導体集積回路装置 Pending JPH07249657A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003063232A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-31 Fujitsu Media Devices Limited Module device
US6740980B2 (en) 2002-07-04 2004-05-25 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
US6917104B2 (en) 2002-03-06 2005-07-12 Seiko Epson Corporation Integrated circuit chip, electronic device and method of manufacturing the same, and electronic instrument
JP2009124147A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Robert Bosch Gmbh ソケットエレメント、ソケット構成体、および別のソケット構成体の製造方法
US10637433B2 (en) 2016-10-28 2020-04-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device, radio-frequency front-end circuit, and communication device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003063232A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-31 Fujitsu Media Devices Limited Module device
US6917104B2 (en) 2002-03-06 2005-07-12 Seiko Epson Corporation Integrated circuit chip, electronic device and method of manufacturing the same, and electronic instrument
US7186584B2 (en) 2002-03-06 2007-03-06 Seiko Epson Corporation Integrated circuit chip, electronic device and method of manufacturing the same, and electronic instrument
US6740980B2 (en) 2002-07-04 2004-05-25 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
JP2009124147A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Robert Bosch Gmbh ソケットエレメント、ソケット構成体、および別のソケット構成体の製造方法
US10637433B2 (en) 2016-10-28 2020-04-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device, radio-frequency front-end circuit, and communication device

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