JPS61287133A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分針
本発明は、半導体集積回路の実装化に民するものであっ
て、半導体集積回路チップを積層化して組み立て、1つ
のパッケージ内に多数の高集積化をはかった機能素子を
収納する事を目的としている。
て、半導体集積回路チップを積層化して組み立て、1つ
のパッケージ内に多数の高集積化をはかった機能素子を
収納する事を目的としている。
従来の技術
従来は、第2図に示す様に、特定の機能を持つシリコン
集積回路チップ1をセラミックあ゛るイハグラスチック
パッケージの、例えば金メッキを施こしたダイアタッチ
部2上に、シリコンチップ1を置き、400 ℃程度の
高温状態にして、金−シリコンの共晶を形成して冷却し
、チップを固定する。次に、チップ上のパッド3と呼ば
れるチップからの外部配線数シ出し口と、パッケージの
ピン6の接続部5とをアルミ−ラム線4で接続する。
集積回路チップ1をセラミックあ゛るイハグラスチック
パッケージの、例えば金メッキを施こしたダイアタッチ
部2上に、シリコンチップ1を置き、400 ℃程度の
高温状態にして、金−シリコンの共晶を形成して冷却し
、チップを固定する。次に、チップ上のパッド3と呼ば
れるチップからの外部配線数シ出し口と、パッケージの
ピン6の接続部5とをアルミ−ラム線4で接続する。
例えばアルミ線の場合、超音波ポンディングあるいは金
線の場′合は、ネールヘッドと呼ばれる金の溶融による
接続を実施したりする。このよう処して、ダイスボンド
工程と呼ばれるチップのパッケージへの固定と、ワイヤ
ボンディング工程と呼ばれる、チップとパッケージとの
配線を終えた後、キャップ7を不活性ガス雰囲気中でハ
ンダ付は等を実施して、封じ込める。プラスチックパッ
ケージの場合は溶融プラスチックを整形してチップ全体
を封入する。このようにする事によって、数寵角のチッ
プを前述の組み立て工程を経て、大きい物では数平方α
のパッケージに封入し、テレビやコンピューター等の電
気機器のプリント基板に組み込む事が可能となる。但し
、通常は1つのパッケージに対し、1つのチップを封入
する事になる。
線の場′合は、ネールヘッドと呼ばれる金の溶融による
接続を実施したりする。このよう処して、ダイスボンド
工程と呼ばれるチップのパッケージへの固定と、ワイヤ
ボンディング工程と呼ばれる、チップとパッケージとの
配線を終えた後、キャップ7を不活性ガス雰囲気中でハ
ンダ付は等を実施して、封じ込める。プラスチックパッ
ケージの場合は溶融プラスチックを整形してチップ全体
を封入する。このようにする事によって、数寵角のチッ
プを前述の組み立て工程を経て、大きい物では数平方α
のパッケージに封入し、テレビやコンピューター等の電
気機器のプリント基板に組み込む事が可能となる。但し
、通常は1つのパッケージに対し、1つのチップを封入
する事になる。
複数チップを封入する事は可能であるが、各チップのダ
イアタッチ部への余裕を考えると非常に大きな底面積を
必要とする。
イアタッチ部への余裕を考えると非常に大きな底面積を
必要とする。
一方、最近の集積回路の進展には目ざましいものがあり
、微細加工技術の進歩に相伴なって例えば現在では26
6にダイナミックRムMのように、数十万〜数百万素子
から成る数n角チップが量産されようとしている。又、
現在のチップの更に高集積化が進んだものとして、三次
元集積回路と呼ばれるものが期待されている。これは第
3図に示されるように先ず、通常のプロセスでシリコン
基板10内に各々の機能を持つ能動領域部11ム。
、微細加工技術の進歩に相伴なって例えば現在では26
6にダイナミックRムMのように、数十万〜数百万素子
から成る数n角チップが量産されようとしている。又、
現在のチップの更に高集積化が進んだものとして、三次
元集積回路と呼ばれるものが期待されている。これは第
3図に示されるように先ず、通常のプロセスでシリコン
基板10内に各々の機能を持つ能動領域部11ム。
11Bを形成する。次に眉間絶縁膜12を形成し、例え
ば多結晶シリコン層13を堆積し、レーザあるいは電子
ビーム等で単結晶化する。次にこの単結晶化された領域
内13に特定の機能を持つ能動領域部14ム、14Bを
形成する。通常は能動領域部14ム、14B以外はシリ
コンを酸化して絶縁膜層としておく0これらの絶縁膜に
コンタクト窓領域をホトリングラフィ一工程、エツチン
グ工程等を使用して形成し、最後に上下の能動領域部を
例えばモリブデンあるいはシリサイドの様な高融点低抵
抗金属膜で接続する。もちろん、この工程順序を逆にし
て、金属膜を埋め込んでおいて後に、上層部の能動領域
を形成する事も可能である。
ば多結晶シリコン層13を堆積し、レーザあるいは電子
ビーム等で単結晶化する。次にこの単結晶化された領域
内13に特定の機能を持つ能動領域部14ム、14Bを
形成する。通常は能動領域部14ム、14B以外はシリ
コンを酸化して絶縁膜層としておく0これらの絶縁膜に
コンタクト窓領域をホトリングラフィ一工程、エツチン
グ工程等を使用して形成し、最後に上下の能動領域部を
例えばモリブデンあるいはシリサイドの様な高融点低抵
抗金属膜で接続する。もちろん、この工程順序を逆にし
て、金属膜を埋め込んでおいて後に、上層部の能動領域
を形成する事も可能である。
このように、1つの集積回路素子の上層部に、更に、も
う1つの集積回路を構成するという方法を採用し、もち
ろん、この方式がうまくいけば、その上層にも同様な事
が可能であり、縦方向の集積化も出来るという利点を持
っている。
う1つの集積回路を構成するという方法を採用し、もち
ろん、この方式がうまくいけば、その上層にも同様な事
が可能であり、縦方向の集積化も出来るという利点を持
っている。
発明が解決しようとする問題点
前述のような、三次元素子が持つ問題点としては、工程
が複雑になる事とプロセス終了までの期間が非常に長く
なる事があげられる。何層にも積み上げる事によって各
層の凹凸を解消する事が困難となり、それに伴ない歪の
発生、ホトリソグラフィ一工程の複雑性の増加が見られ
る。一層だけでも、例えば、フィールド酸化膜、ゲート
電極膜、配線電極膜等の段差が生じており、各層を積み
上げる事による工程の複雑さは言うまでもない事である
。更に、各要事に要するプロセスステップは一層あたり
のステップに、層数を掛けて、各層間の配線ステップを
加える事が最低限必要であり、例えばCMO8集積回路
素子の二層化を実現するのにも約4ケ月という長期間を
要する。これは機能を確認し、再度修正という事をくり
返すのにはわずられしさが多く、いずれ、技術が進展す
れば、より短期間で実施出来るであろうが、現在では、
1ヶ作製するのにも困難が多く、高集積化も無理な話で
あり、先の長い話と考えざるを得ない。一方、従来例の
前者で話した、パッケージングつまり組立工程は、パッ
ケージを小さくする事や、あるいはフィルムキャリア方
式というように、セラミックやプラスチックといったパ
ッケージに収納するのではなく、フレキシブルなフィル
ム上に直接チップを載せるという新規な技術が次々と展
開されているが、敢えて問題点をあげれば、1つのパッ
ケージ内での高集積化という物が提示されていないとい
う事である。
が複雑になる事とプロセス終了までの期間が非常に長く
なる事があげられる。何層にも積み上げる事によって各
層の凹凸を解消する事が困難となり、それに伴ない歪の
発生、ホトリソグラフィ一工程の複雑性の増加が見られ
る。一層だけでも、例えば、フィールド酸化膜、ゲート
電極膜、配線電極膜等の段差が生じており、各層を積み
上げる事による工程の複雑さは言うまでもない事である
。更に、各要事に要するプロセスステップは一層あたり
のステップに、層数を掛けて、各層間の配線ステップを
加える事が最低限必要であり、例えばCMO8集積回路
素子の二層化を実現するのにも約4ケ月という長期間を
要する。これは機能を確認し、再度修正という事をくり
返すのにはわずられしさが多く、いずれ、技術が進展す
れば、より短期間で実施出来るであろうが、現在では、
1ヶ作製するのにも困難が多く、高集積化も無理な話で
あり、先の長い話と考えざるを得ない。一方、従来例の
前者で話した、パッケージングつまり組立工程は、パッ
ケージを小さくする事や、あるいはフィルムキャリア方
式というように、セラミックやプラスチックといったパ
ッケージに収納するのではなく、フレキシブルなフィル
ム上に直接チップを載せるという新規な技術が次々と展
開されているが、敢えて問題点をあげれば、1つのパッ
ケージ内での高集積化という物が提示されていないとい
う事である。
問題点を解決するための手段
三次元素子の持つ製造期間の長さ、工程の複雑性を解決
する為に、各層を並行して製作して、製造期間を一層あ
たりの短かい期間とし、かつ工程の容易性を実現する。
する為に、各層を並行して製作して、製造期間を一層あ
たりの短かい期間とし、かつ工程の容易性を実現する。
そして高集積化を得る為に。
パフケージング工程において、各チップのパッド部分を
露出しつつ、各チップを積層接着化して、パッケージの
底面積を増加させずに積み上げる。
露出しつつ、各チップを積層接着化して、パッケージの
底面積を増加させずに積み上げる。
そして各々のチップ間もしくはパッケージ部との接続を
各パッド部とパッケージピン部とでアルミ線あるいは金
線等で接続するという方法を採用するものである。
各パッド部とパッケージピン部とでアルミ線あるいは金
線等で接続するという方法を採用するものである。
作用
チップを積層して組み立てる為に、各々の機能に応じた
チップを各々の最も特性を生かしたプロセスで並行して
製作出来る為に、非常に短期間で特性の優れたチップを
供給出来、しかも、それらを積層化してパッケージング
する為、底面積部を増加させる事なく多数の機能を持っ
た高集積部品を提供する事が可能となる。
チップを各々の最も特性を生かしたプロセスで並行して
製作出来る為に、非常に短期間で特性の優れたチップを
供給出来、しかも、それらを積層化してパッケージング
する為、底面積部を増加させる事なく多数の機能を持っ
た高集積部品を提供する事が可能となる。
実施例
第1図に示すようK、本発明例は、特定の機能を持つシ
リコン集積回路チップ1ム、1B、10を各々積層して
接着する。一番下のチップはダイアタッチ部2に対して
金−シリコン共晶あるいは銀ペーストのような接着でも
よい。2層目と3層目のチップに対しては共晶を持たな
い為、接着剤が望ましい。エポキシ系あるいは導電性を
持つ銀ペースト状のもの等で可能である。但し、各チッ
プのパッド部分3には、前記接着剤が塗布されずに必ら
ず露出されている事が前提である。もちろん感光剤入り
の物であって、後で、感光して除去出来るものであって
も良い。いずれにしろ各パッド30部分を露出して積層
した後に、必要な部分にワイヤボンドを実施すれば良い
。この場合、チップ間あるいはチップとパッケージ間の
いずれであっても、必要な機能さえ発揮出来るようにし
さえすれば良い。但し、各パッド部分を残す事と、全体
の機能の関係上、どうしても各チップのパッドの位置や
各チップの大きさ等にかなりの制約が出る事は仕方がな
いものであるが、設計当初にそれらを充分考慮して実施
すれば、最終的にそれ程大きな問題とはならない。もち
ろん、高さ方向に対しても、チップが増えた分だけ厚く
はなるが、実際のプリント基板に対してそれ程影響を与
えるものとは思われない。つまりチップの厚みは高々3
00μm程度であり、エツチング等により、実際は、も
っと薄くする事も可能だからである。後は従来と同じく
封止してやれば良い。
リコン集積回路チップ1ム、1B、10を各々積層して
接着する。一番下のチップはダイアタッチ部2に対して
金−シリコン共晶あるいは銀ペーストのような接着でも
よい。2層目と3層目のチップに対しては共晶を持たな
い為、接着剤が望ましい。エポキシ系あるいは導電性を
持つ銀ペースト状のもの等で可能である。但し、各チッ
プのパッド部分3には、前記接着剤が塗布されずに必ら
ず露出されている事が前提である。もちろん感光剤入り
の物であって、後で、感光して除去出来るものであって
も良い。いずれにしろ各パッド30部分を露出して積層
した後に、必要な部分にワイヤボンドを実施すれば良い
。この場合、チップ間あるいはチップとパッケージ間の
いずれであっても、必要な機能さえ発揮出来るようにし
さえすれば良い。但し、各パッド部分を残す事と、全体
の機能の関係上、どうしても各チップのパッドの位置や
各チップの大きさ等にかなりの制約が出る事は仕方がな
いものであるが、設計当初にそれらを充分考慮して実施
すれば、最終的にそれ程大きな問題とはならない。もち
ろん、高さ方向に対しても、チップが増えた分だけ厚く
はなるが、実際のプリント基板に対してそれ程影響を与
えるものとは思われない。つまりチップの厚みは高々3
00μm程度であり、エツチング等により、実際は、も
っと薄くする事も可能だからである。後は従来と同じく
封止してやれば良い。
発明の効果
例えばチップ1ムを大規模メモリ素子、1Bを中央演算
制御素子1cをプログラムメモリ等とする事によって非
常に容易K、マイクロコンピュータを実現する事が出来
る。又、各チップには各チップの各々に合わせた特性の
良いプロセスで出来る為、得られる機能も理想に近い物
がある。更に、最下層にメモリ等を用意すれば、外部放
射線を上層の放射線に強い機能素子でじゃへいする事も
可能となり、チップの保護も可能となる。従って、従来
の三次元素子のように、製作までに長い期間を必要とす
る事なく、短期間で最高性能のものを高集積化する事が
可能である。特に発熱の少ないOM#O8集積回路でそ
の有用性が発揮されるであろう。しかも歩留りという観
点から見ても非常に複雑な工程を経るであろう三次元素
子に比べ、現在の非常に高歩留りな組立技術K、それ程
精度を要求しない接着技術をプラスするだけなので、極
端な歩留りの減少は見られないものと確信しうる。
制御素子1cをプログラムメモリ等とする事によって非
常に容易K、マイクロコンピュータを実現する事が出来
る。又、各チップには各チップの各々に合わせた特性の
良いプロセスで出来る為、得られる機能も理想に近い物
がある。更に、最下層にメモリ等を用意すれば、外部放
射線を上層の放射線に強い機能素子でじゃへいする事も
可能となり、チップの保護も可能となる。従って、従来
の三次元素子のように、製作までに長い期間を必要とす
る事なく、短期間で最高性能のものを高集積化する事が
可能である。特に発熱の少ないOM#O8集積回路でそ
の有用性が発揮されるであろう。しかも歩留りという観
点から見ても非常に複雑な工程を経るであろう三次元素
子に比べ、現在の非常に高歩留りな組立技術K、それ程
精度を要求しない接着技術をプラスするだけなので、極
端な歩留りの減少は見られないものと確信しうる。
従って本発明を用いる事により、短期間で安価な高集積
回路を実現しうる事が可能となる。
回路を実現しうる事が可能となる。
第1図aおよびbは本発明のパッケージの一実施例の断
面図および平面図、第2図aおよびbは従来のパッケー
ジの断面図および平面図、第3図a−dはチップの多層
化を実現する三次元素子の従来の工程断面図である。 1ム、1B、1G・・・・・・集積回路チップ、3・・
・・・・パッド0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名/A
、/B、tc −−一 某、才良回路ナンフ。 第1図 3−・パッド(oL) 第2図 (L)
面図および平面図、第2図aおよびbは従来のパッケー
ジの断面図および平面図、第3図a−dはチップの多層
化を実現する三次元素子の従来の工程断面図である。 1ム、1B、1G・・・・・・集積回路チップ、3・・
・・・・パッド0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名/A
、/B、tc −−一 某、才良回路ナンフ。 第1図 3−・パッド(oL) 第2図 (L)
Claims (3)
- (1)第1の半導体装置をパッケージの基底部に搭載し
、第2の半導体装置を第1の半導体装置主面上に、第1
の半導体装置のパッド部分を露出して接着積載する工程
と、第3の半導体装置を、前記第1及び第2の半導体装
置のパッド部分を露出して第2の半導体装置上に接着積
載する工程と、前記第1、第2及び第3の各半導体装置
のパッド部分間とパッド部とパッケージリード部とを、
互いに必要な機能に応じてワイヤーによって接続する事
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)積載される半導体装置が3つ以上である事を特徴
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。 - (3)ワイヤーがアルミニウム線あるいは金線である事
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60128711A JPS61287133A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60128711A JPS61287133A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61287133A true JPS61287133A (ja) | 1986-12-17 |
Family
ID=14991538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60128711A Pending JPS61287133A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61287133A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2670322A1 (fr) * | 1990-12-05 | 1992-06-12 | Matra Espace | Modules de memoire a etat solide et dispositifs de memoire comportant de tels modules. |
FR2701153A1 (fr) * | 1993-02-02 | 1994-08-05 | Matra Marconi Space France | Composant et module de mémoire à semi-conducteur. |
US5376825A (en) * | 1990-10-22 | 1994-12-27 | Seiko Epson Corporation | Integrated circuit package for flexible computer system alternative architectures |
WO1997037374A3 (en) * | 1996-03-26 | 1997-11-20 | Advanced Micro Devices Inc | Method of packaging multiple integrated circuit chips in a standard semiconductor device package |
WO2001043193A3 (en) * | 1999-12-09 | 2002-03-28 | Atmel Corp | Dual-die integrated circuit package |
WO2002071486A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-12 | Qualcomm Incorporated | Mixed analog and digital integrated circuits |
KR100390466B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2003-07-04 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 멀티칩 모듈 반도체패키지 |
US6812575B2 (en) | 2000-08-29 | 2004-11-02 | Nec Corporation | Semiconductor device |
EP1688993A2 (en) * | 1996-04-02 | 2006-08-09 | Micron Technology, Inc. | Standardized bonding location process and apparatus |
WO2021067908A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | Texas Instruments Incorporated | Ex-situ manufacture of metal micro-wires and fib placement in 1c circuits |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP60128711A patent/JPS61287133A/ja active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2002071486A3 (en) * | 2001-03-02 | 2003-12-24 | Qualcomm Inc | Mixed analog and digital integrated circuits |
KR100862405B1 (ko) * | 2001-03-02 | 2008-10-08 | 콸콤 인코포레이티드 | 혼합형 아날로그 및 디지털 집적 회로들 |
JP2009152616A (ja) * | 2001-03-02 | 2009-07-09 | Qualcomm Inc | 混合アナログおよびデジタル集積回路 |
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WO2021067908A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | Texas Instruments Incorporated | Ex-situ manufacture of metal micro-wires and fib placement in 1c circuits |
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