JP2001068618A - 半導体チップおよびその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器 - Google Patents
半導体チップおよびその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器Info
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/16135—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
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- Wire Bonding (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インターポーザを介することなく積層可能で
あり、積層した半導体チップをその大きさに関係なく電
気的に接続できる半導体チップおよびその製造方法、半
導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器を
提供すること。 【解決手段】 半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの
電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの直下の部分を穿孔して接
続孔を設ける。この接続孔の内周面に絶縁膜を形成した
後、接続孔の内部に導電材１６ａ、１６ｂ、１６ｃを形
成する。そして、導電材を下方にある電極、例えば、導
電材１６ａならば電極１２ｂに瀬戸属することにより、
半導体チップ同士の電気的接続ができる。
あり、積層した半導体チップをその大きさに関係なく電
気的に接続できる半導体チップおよびその製造方法、半
導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器を
提供すること。 【解決手段】 半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの
電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの直下の部分を穿孔して接
続孔を設ける。この接続孔の内周面に絶縁膜を形成した
後、接続孔の内部に導電材１６ａ、１６ｂ、１６ｃを形
成する。そして、導電材を下方にある電極、例えば、導
電材１６ａならば電極１２ｂに瀬戸属することにより、
半導体チップ同士の電気的接続ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップおよ
びその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板
ならびに電子機器に係り、特に複数の半導体チップを積
層して用いるのに好適なものに関する。
びその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板
ならびに電子機器に係り、特に複数の半導体チップを積
層して用いるのに好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の分野においては、近年半導
体装置の小型化、軽量化を目的として、単一のパッケー
ジ内に複数の半導体チップを設ける、特に各半導体チッ
プを積層状態に設けるものが多く開発されてきた。この
ような半導体装置は、マルチチップパッケージ（ＭＣ
Ｐ）、またはマルチチップモジュール（ＭＣＭ）と呼ば
れている。このような装置の具体的な例としては、実開
昭６２−１５８８４０号の発明が挙げられる。すなわ
ち、単一のセラミック・パッケージにおいて複数のチッ
プを積層し、各チップの電極をワイヤーで接続するもの
である。また、別な事例として、特開平１１−１３５７
１１号の発明のように、インターポーザと呼ばれる配線
基板に半導体チップを実装し、インターポーザ同士を相
互に接続するとともに、積層して単一の半導体装置とす
るものである。
体装置の小型化、軽量化を目的として、単一のパッケー
ジ内に複数の半導体チップを設ける、特に各半導体チッ
プを積層状態に設けるものが多く開発されてきた。この
ような半導体装置は、マルチチップパッケージ（ＭＣ
Ｐ）、またはマルチチップモジュール（ＭＣＭ）と呼ば
れている。このような装置の具体的な例としては、実開
昭６２−１５８８４０号の発明が挙げられる。すなわ
ち、単一のセラミック・パッケージにおいて複数のチッ
プを積層し、各チップの電極をワイヤーで接続するもの
である。また、別な事例として、特開平１１−１３５７
１１号の発明のように、インターポーザと呼ばれる配線
基板に半導体チップを実装し、インターポーザ同士を相
互に接続するとともに、積層して単一の半導体装置とす
るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、積層される
半導体チップの大きさが略同一の場合、実開昭６２−１
５８８４０号の発明においては、最上部に位置する半導
体チップ以外のものは、その電極が上位に位置する半導
体チップで隠された状態になるので、ボンディングが困
難となる。また、特開平１１−１３５７１１号の発明に
おいては、略同一の大きさの半導体チップを積層して単
一の半導体装置とすることは容易にできるが、各半導体
チップをインターポーザに実装し、さらにインターポー
ザ間の電気的接続を確保するために、実開昭６２−１５
８８４０号の発明よりも複雑な製造工程を要することに
なる。そこで、本発明は、前記した従来技術の欠点を解
消するためになされたもので、インターポーザを介する
ことなく積層可能であり、積層した半導体チップをその
大きさに関係なく電気的に接続できる半導体チップおよ
びその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板
ならびに電子機器を提供することを目的としている。
半導体チップの大きさが略同一の場合、実開昭６２−１
５８８４０号の発明においては、最上部に位置する半導
体チップ以外のものは、その電極が上位に位置する半導
体チップで隠された状態になるので、ボンディングが困
難となる。また、特開平１１−１３５７１１号の発明に
おいては、略同一の大きさの半導体チップを積層して単
一の半導体装置とすることは容易にできるが、各半導体
チップをインターポーザに実装し、さらにインターポー
ザ間の電気的接続を確保するために、実開昭６２−１５
８８４０号の発明よりも複雑な製造工程を要することに
なる。そこで、本発明は、前記した従来技術の欠点を解
消するためになされたもので、インターポーザを介する
ことなく積層可能であり、積層した半導体チップをその
大きさに関係なく電気的に接続できる半導体チップおよ
びその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板
ならびに電子機器を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、電極が形成されてなる半導体チップに
おいて、前記半導体チップの一方の面に形成されてなる
前記電極と、他方の面に形成されてなる導電材と、が前
記半導体チップを貫通して設けられる接続孔を介して接
続してなることを特徴とするものとした。このように構
成した本発明においては、半導体チップの一方の面に設
けられた電極と導電材を接続孔を介して電気的接続する
ことにより、当該導電材の半導体チップの他方の面から
突出した部分を別の電極として用いることができる。よ
って、半導体チップに対する電気的接続の確保が半導体
チップの表裏両面のどちら側からでも可能となる。ま
た、複数の半導体チップを積層して１つの半導体装置を
構成する場合に、これら電極を用いることにより、隣接
する半導体チップ間の電気的接続を確保することが容易
にできる。
達成するために、電極が形成されてなる半導体チップに
おいて、前記半導体チップの一方の面に形成されてなる
前記電極と、他方の面に形成されてなる導電材と、が前
記半導体チップを貫通して設けられる接続孔を介して接
続してなることを特徴とするものとした。このように構
成した本発明においては、半導体チップの一方の面に設
けられた電極と導電材を接続孔を介して電気的接続する
ことにより、当該導電材の半導体チップの他方の面から
突出した部分を別の電極として用いることができる。よ
って、半導体チップに対する電気的接続の確保が半導体
チップの表裏両面のどちら側からでも可能となる。ま
た、複数の半導体チップを積層して１つの半導体装置を
構成する場合に、これら電極を用いることにより、隣接
する半導体チップ間の電気的接続を確保することが容易
にできる。
【０００５】また、上記の半導体チップにおいて、前記
半導体チップの他方の面に前記電極と異なる第２の電極
を設けたことを特徴とするものとした。
半導体チップの他方の面に前記電極と異なる第２の電極
を設けたことを特徴とするものとした。
【０００６】このように構成した本発明においては、隣
接する半導体チップの電極との間隔、配置等に応じて適
宜別の電極を形成することができるので、半導体チップ
間の電気的接続がより確実に確保できる。
接する半導体チップの電極との間隔、配置等に応じて適
宜別の電極を形成することができるので、半導体チップ
間の電気的接続がより確実に確保できる。
【０００７】また、上記の半導体チップにおいて、前記
接続孔は、その内周面に絶縁膜が形成されてなることを
特徴とするものとした。
接続孔は、その内周面に絶縁膜が形成されてなることを
特徴とするものとした。
【０００８】このように構成した本発明においては、半
導体チップ内部に設けられた配線層または拡散層と導電
材とが短絡することを防止することができる。なお、絶
縁膜の材質としては、貫通孔の内周面に形成することが
容易にできるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはシリコ
ン窒化膜（ＳｉＮ）が好ましい。
導体チップ内部に設けられた配線層または拡散層と導電
材とが短絡することを防止することができる。なお、絶
縁膜の材質としては、貫通孔の内周面に形成することが
容易にできるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはシリコ
ン窒化膜（ＳｉＮ）が好ましい。
【０００９】また、上記の半導体チップにおいて、前記
導電材は、メッキにより形成されてなることを特徴とす
るものとした。
導電材は、メッキにより形成されてなることを特徴とす
るものとした。
【００１０】このように構成した本発明においては、接
続孔内に導電材を形成することが容易にできる。
続孔内に導電材を形成することが容易にできる。
【００１１】また、上記の半導体チップにおいて、前記
半導体チップには、応力緩和手段が形成されてなること
を特徴とするものとした。
半導体チップには、応力緩和手段が形成されてなること
を特徴とするものとした。
【００１２】このように構成した本発明においては、半
導体チップに加わる外部応力を応力緩和手段において吸
収できる。
導体チップに加わる外部応力を応力緩和手段において吸
収できる。
【００１３】また、上記の半導体チップにおいて、前記
接続孔内には、導電材が充填されてなることを特徴とす
るものとした。
接続孔内には、導電材が充填されてなることを特徴とす
るものとした。
【００１４】このように構成した本発明においては、１
つの半導体チップの表裏両面に設けられた電極を導電材
を介して電気的に接続することができる。
つの半導体チップの表裏両面に設けられた電極を導電材
を介して電気的に接続することができる。
【００１５】また、上記の半導体チップにおいて、前記
導電材は、樹脂ボールと、該樹脂ボールの少なくとも一
部に形成された金属被覆とから形成されてなることを特
徴とするものとした。
導電材は、樹脂ボールと、該樹脂ボールの少なくとも一
部に形成された金属被覆とから形成されてなることを特
徴とするものとした。
【００１６】このように構成した本発明においては、充
填された導電ボールにより電気的導通を確保することが
可能となる。
填された導電ボールにより電気的導通を確保することが
可能となる。
【００１７】さらに、半導体装置において、上記のいず
れかに記載の半導体チップが複数層積層されてなり、複
数層の半導体チップのうち第１の半導体チップに形成さ
れた導電材と第２の半導体チップに形成された電極とが
接続してなることを特徴とするものとした。
れかに記載の半導体チップが複数層積層されてなり、複
数層の半導体チップのうち第１の半導体チップに形成さ
れた導電材と第２の半導体チップに形成された電極とが
接続してなることを特徴とするものとした。
【００１８】このように構成した本発明においては、半
導体チップを積層するだけで各半導体チップ間の電気的
接続を確保することができる。なお、各半導体チップの
電極および別の電極の配置、高さは同じものとすること
が好ましい。
導体チップを積層するだけで各半導体チップ間の電気的
接続を確保することができる。なお、各半導体チップの
電極および別の電極の配置、高さは同じものとすること
が好ましい。
【００１９】さらに、コンピュータにおいて、上記の半
導体装置を少なくとも１つ有するとともに、前記複数層
の半導体チップは、少なくとも１つのマイクロプロセッ
サと、少なくとも１つのスタティック・ランダム・アク
セス・メモリと、少なくとも１つのダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリと、を含んでなることを特徴と
するものとした。
導体装置を少なくとも１つ有するとともに、前記複数層
の半導体チップは、少なくとも１つのマイクロプロセッ
サと、少なくとも１つのスタティック・ランダム・アク
セス・メモリと、少なくとも１つのダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリと、を含んでなることを特徴と
するものとした。
【００２０】このように構成した本発明においては、上
述の半導体装置自体が独立したコンピュータとしての構
成を有するので、必要とする実装面積がベアチップに近
いコンピュータを提供することができる。
述の半導体装置自体が独立したコンピュータとしての構
成を有するので、必要とする実装面積がベアチップに近
いコンピュータを提供することができる。
【００２１】さらに、回路基板において、上記の半導体
装置が実装されてなることを特徴とするものとした。
装置が実装されてなることを特徴とするものとした。
【００２２】このように構成した本発明においては、上
述の半導体装置の必要とする実装面積がベアチップ相当
なので、従来よりも小型化された回路基板を提供するこ
とができる。
述の半導体装置の必要とする実装面積がベアチップ相当
なので、従来よりも小型化された回路基板を提供するこ
とができる。
【００２３】くわえて、電子機器において、上記の回路
基板を有することを特徴とするものとした。
基板を有することを特徴とするものとした。
【００２４】このように構成した本発明においては、従
来よりも小型化された回路基板を利用するので、電子機
器自体の小型化を図ることが容易になる。
来よりも小型化された回路基板を利用するので、電子機
器自体の小型化を図ることが容易になる。
【００２５】くわえて、電極を設けた半導体チップに当
該電極を設けた面と反対側の面から当該電極に至る接続
孔を穿設する第１の工程と、前記接続孔の内周面に絶縁
膜を形成する第２の工程と、前記接続孔内に導電材を設
ける第３の工程と、前記導電材の前記反対側の面の端部
に接続される別の電極を設ける第４の工程と、を少なく
とも有することを特徴とするものとした。
該電極を設けた面と反対側の面から当該電極に至る接続
孔を穿設する第１の工程と、前記接続孔の内周面に絶縁
膜を形成する第２の工程と、前記接続孔内に導電材を設
ける第３の工程と、前記導電材の前記反対側の面の端部
に接続される別の電極を設ける第４の工程と、を少なく
とも有することを特徴とするものとした。
【００２６】このように構成した本発明においては、１
つの半導体チップの表裏両面に設けられた電極を導電材
により電気的に接続することができる。よって、半導体
チップに対する電気的接続の確保が半導体チップの表裏
両面のどちら側からでも可能となる。また、複数の半導
体チップを積層して１つの半導体装置を構成する場合
に、これら電極を用いることにより、隣接する半導体チ
ップ間の電気的接続を確保することが容易にできる。な
お、第２の工程は、貫通孔の内周面への形成が容易であ
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはシリコン窒化膜
（ＳｉＮ）を形成するものであることが好ましい。
つの半導体チップの表裏両面に設けられた電極を導電材
により電気的に接続することができる。よって、半導体
チップに対する電気的接続の確保が半導体チップの表裏
両面のどちら側からでも可能となる。また、複数の半導
体チップを積層して１つの半導体装置を構成する場合
に、これら電極を用いることにより、隣接する半導体チ
ップ間の電気的接続を確保することが容易にできる。な
お、第２の工程は、貫通孔の内周面への形成が容易であ
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはシリコン窒化膜
（ＳｉＮ）を形成するものであることが好ましい。
【００２７】また、上記の半導体チップの製造方法にお
いて、前記導電材は、樹脂ボール表面の少なくとも一部
が金属被覆で覆われた導電ボールからなり、前記接続孔
に前記導電ボールを充填することを特徴とするものとし
た。
いて、前記導電材は、樹脂ボール表面の少なくとも一部
が金属被覆で覆われた導電ボールからなり、前記接続孔
に前記導電ボールを充填することを特徴とするものとし
た。
【００２８】このように構成した本発明においては、１
つの半導体チップの表裏両面に設けられた電極を導電ボ
ールにより電気的に接続することができる。よって、半
導体チップに対する電気的接続の確保が半導体チップの
表裏両面のどちら側からでも可能となる。また、複数の
半導体チップを積層して１つの半導体装置を構成する場
合に、これら電極を用いることにより、隣接する半導体
チップ間の電気的接続を確保することが容易にできる。
なお、導電ボールは、その一部を接続孔の外部に突出さ
せて設けても良い。
つの半導体チップの表裏両面に設けられた電極を導電ボ
ールにより電気的に接続することができる。よって、半
導体チップに対する電気的接続の確保が半導体チップの
表裏両面のどちら側からでも可能となる。また、複数の
半導体チップを積層して１つの半導体装置を構成する場
合に、これら電極を用いることにより、隣接する半導体
チップ間の電気的接続を確保することが容易にできる。
なお、導電ボールは、その一部を接続孔の外部に突出さ
せて設けても良い。
【００２９】また、上記の半導体チップの製造方法にお
いて、レーザ光線を照射することにより前記半導体チッ
プに穿孔することを特徴とするものとした。
いて、レーザ光線を照射することにより前記半導体チッ
プに穿孔することを特徴とするものとした。
【００３０】このように構成した本発明においては、接
続孔を迅速に設けることができる。また、半導体チップ
が厚い場合でも、容易に接続孔を設けることができる。
続孔を迅速に設けることができる。また、半導体チップ
が厚い場合でも、容易に接続孔を設けることができる。
【００３１】また、上記の半導体チップの製造方法にお
いて、エッチングにより前記半導体チップに穿孔するこ
とを特徴とするものとした。
いて、エッチングにより前記半導体チップに穿孔するこ
とを特徴とするものとした。
【００３２】このように構成した本発明においては、微
少な接続孔を設けることが容易にできる。
少な接続孔を設けることが容易にできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る配線基板も
しくはその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路
基板ならびに電子機器の好適な実施の形態について添付
図面を参照しながら詳細に説明する。
しくはその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路
基板ならびに電子機器の好適な実施の形態について添付
図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
半導体チップおよびその半導体チップを用いた半導体装
置を示す断面図である。また、図２は、本発明の第１の
実施の形態に係る半導体チップの製造工程を説明する断
面図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態
に係る第２電極の変形例を示す断面図である。また、図
４は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体チップの
説明図であり、（１）は半導体チップの断面図であり、
（２）は導電ボールの断面図である。また、図５は、本
発明の実施の形態に係る半導体装置を実装した回路基板
の説明図である。さらに、図６は、本発明の実施の形態
に係る半導体装置を実装した回路基板を備えた電子機器
の説明図である。くわえて、図７は、本発明の実施の形
態に係る半導体装置よりなるコンピュータの説明図であ
る。
半導体チップおよびその半導体チップを用いた半導体装
置を示す断面図である。また、図２は、本発明の第１の
実施の形態に係る半導体チップの製造工程を説明する断
面図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態
に係る第２電極の変形例を示す断面図である。また、図
４は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体チップの
説明図であり、（１）は半導体チップの断面図であり、
（２）は導電ボールの断面図である。また、図５は、本
発明の実施の形態に係る半導体装置を実装した回路基板
の説明図である。さらに、図６は、本発明の実施の形態
に係る半導体装置を実装した回路基板を備えた電子機器
の説明図である。くわえて、図７は、本発明の実施の形
態に係る半導体装置よりなるコンピュータの説明図であ
る。
【００３５】まず、本発明の第１の実施の形態について
する。図１に示すように、この実施の形態に係る半導体
装置１００は、半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
を、電極１２を設けた能動素子形成面（以下、能動面と
する）を上に向けた状態で積層した構造としている。電
極１２は、半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの図示
しない配線層に接続されており、外部電極の役割を果た
す。また、積層した半導体チップ１０の間には樹脂３２
を設けている。また、最上部の半導体チップ１０の能動
面上には、当該能動面を保護するための絶縁膜３０を設
けている。絶縁膜３０は、半導体ウェハ製造工程中で形
成される後述するようなものを半導体ウェハ製造段階で
形成し、用いればよい。また、絶縁膜３０は半導体チッ
プに分割後に設けても良い。図１に示すように、少なく
とも能動素子が外の環境に対向する半導体チップ１０ａ
の表面に形成してある方が好ましい。図１のように、電
極１２ａ上にまで形成してあっても良い。
する。図１に示すように、この実施の形態に係る半導体
装置１００は、半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
を、電極１２を設けた能動素子形成面（以下、能動面と
する）を上に向けた状態で積層した構造としている。電
極１２は、半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの図示
しない配線層に接続されており、外部電極の役割を果た
す。また、積層した半導体チップ１０の間には樹脂３２
を設けている。また、最上部の半導体チップ１０の能動
面上には、当該能動面を保護するための絶縁膜３０を設
けている。絶縁膜３０は、半導体ウェハ製造工程中で形
成される後述するようなものを半導体ウェハ製造段階で
形成し、用いればよい。また、絶縁膜３０は半導体チッ
プに分割後に設けても良い。図１に示すように、少なく
とも能動素子が外の環境に対向する半導体チップ１０ａ
の表面に形成してある方が好ましい。図１のように、電
極１２ａ上にまで形成してあっても良い。
【００３６】また、電極１２ａ上もしくは半導体チップ
１０ａの能動面全面、または得られる半導体装置の側面
に後加工、例えばポッティング、蒸着、トランスファー
モールドなどで絶縁膜を形成しても良い。なお、電極１
２は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−シリコン
（Ａｌ−Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム−シリコン
−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）など一般的に半導体チップの
電極や配線として用いられているものであれば、どのよ
うな材質のものであっても良い。さらに、導電材１６と
接続される電極上に、接続が容易で安定的に行えるよう
に、一般的にアンダーバンプメタルとして知られている
ような金属層（例えば、Ｔｉ−Ｗ、Ｐｔ−Ａｕ、Ｎｉ、
Ｃｕ−Ａｕなど）を形成するようにすることが望まし
い。
１０ａの能動面全面、または得られる半導体装置の側面
に後加工、例えばポッティング、蒸着、トランスファー
モールドなどで絶縁膜を形成しても良い。なお、電極１
２は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−シリコン
（Ａｌ−Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム−シリコン
−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）など一般的に半導体チップの
電極や配線として用いられているものであれば、どのよ
うな材質のものであっても良い。さらに、導電材１６と
接続される電極上に、接続が容易で安定的に行えるよう
に、一般的にアンダーバンプメタルとして知られている
ような金属層（例えば、Ｔｉ−Ｗ、Ｐｔ−Ａｕ、Ｎｉ、
Ｃｕ−Ａｕなど）を形成するようにすることが望まし
い。
【００３７】また、電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの直下
には接続孔を形成している。接続孔の内部には、導電材
１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞれ電極１２ａ、１２
ｂ、１２ｃと接続した状態で設けており、さらに、その
先端部１６２が能動面と反対側の面から突出するように
形成されている。また、先端部１６２は、その下側に位
置する半導体チップの電極、例えば半導体チップ１０ａ
の導電材１６ａの先端部１６２は半導体チップ１０ｂの
電極１２ｂに接続している。よって、先端部１６２は、
半導体チップ間の接続電極としての役割を果たしている
と言える。
には接続孔を形成している。接続孔の内部には、導電材
１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞれ電極１２ａ、１２
ｂ、１２ｃと接続した状態で設けており、さらに、その
先端部１６２が能動面と反対側の面から突出するように
形成されている。また、先端部１６２は、その下側に位
置する半導体チップの電極、例えば半導体チップ１０ａ
の導電材１６ａの先端部１６２は半導体チップ１０ｂの
電極１２ｂに接続している。よって、先端部１６２は、
半導体チップ間の接続電極としての役割を果たしている
と言える。
【００３８】なお、導電材１６の材質としては、導電性
を有するものであればよいが、後述する方法により接続
孔内に充填することが容易にできるもの、例えば銅（Ｃ
ｕ）、金（Ａｕ）、ハンダなどの金属や金属ペースト
（導電ペースト）などが好ましい。また、低抵抗の多結
晶シリコンなどが充填されていても良い。くわえて、最
下部に位置する半導体チップ１０ｃの導電材１６ｃの先
端部１６２は、基板等に接続するための外部電極として
用いても良い。また、接続孔は、半導体チップの内部に
形成された拡散層や配線層を設けた部位を避けて形成す
ることが好ましい。外部電極と、外部の装置との接続の
際に、外部電極と導電材１６ｃと半導体チップ１０ｃと
のショートを防止するために、半導体チップ１０ｃの裏
面の導電材１６ｃ以外の部分に絶縁膜を上述と同様の方
法で形成しても良い。
を有するものであればよいが、後述する方法により接続
孔内に充填することが容易にできるもの、例えば銅（Ｃ
ｕ）、金（Ａｕ）、ハンダなどの金属や金属ペースト
（導電ペースト）などが好ましい。また、低抵抗の多結
晶シリコンなどが充填されていても良い。くわえて、最
下部に位置する半導体チップ１０ｃの導電材１６ｃの先
端部１６２は、基板等に接続するための外部電極として
用いても良い。また、接続孔は、半導体チップの内部に
形成された拡散層や配線層を設けた部位を避けて形成す
ることが好ましい。外部電極と、外部の装置との接続の
際に、外部電極と導電材１６ｃと半導体チップ１０ｃと
のショートを防止するために、半導体チップ１０ｃの裏
面の導電材１６ｃ以外の部分に絶縁膜を上述と同様の方
法で形成しても良い。
【００３９】さらに、外部電極と、外部装置との接続性
を上げるために、導電材１６ｃの上にメッキ、印刷、ボ
ール搭載などの方法で、ハンダ、金、銅などの金属や、
それらの複合材料、導電性ペーストなどの有機導電材料
で導電材１６ｃとは別に外部電極を形成しても良い。
を上げるために、導電材１６ｃの上にメッキ、印刷、ボ
ール搭載などの方法で、ハンダ、金、銅などの金属や、
それらの複合材料、導電性ペーストなどの有機導電材料
で導電材１６ｃとは別に外部電極を形成しても良い。
【００４０】また、半導体チップ間の接続、接合は、半
導体チップの導電材と、電極の材質、接続電極の数、半
導体チップの面積などによって、その方式を決定するよ
うにすれば良い。接続を金属接合とする場合は、それら
の接合が必要とするエネルギー、例えば熱、超音波など
を印加し、樹脂を用いた機械的な圧接をする場合は、
熱、光などを印加することで達成すれば良い。必要に応
じて圧力を印加して、接続を安定させるようにしても良
い。
導体チップの導電材と、電極の材質、接続電極の数、半
導体チップの面積などによって、その方式を決定するよ
うにすれば良い。接続を金属接合とする場合は、それら
の接合が必要とするエネルギー、例えば熱、超音波など
を印加し、樹脂を用いた機械的な圧接をする場合は、
熱、光などを印加することで達成すれば良い。必要に応
じて圧力を印加して、接続を安定させるようにしても良
い。
【００４１】さらに、このエネルギー印加量を減らし、
半導体チップへのダメージを減らすために、導電材や電
極の表面をプラズマ処理して接合を容易にしても良い。
半導体チップへのダメージを減らすために、導電材や電
極の表面をプラズマ処理して接合を容易にしても良い。
【００４２】また、接続孔の内周面には絶縁膜１４を設
けており、半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部
に設けられた図示しない拡散層や配線層と導電材が直接
接して短絡することを防止している。なお、絶縁膜３０
は、絶縁性がある膜であればどのような材質であっても
良いが、電極の裏面、すなわち導電材と接続される側の
面に付着しないように設けることが可能であるものが好
ましい。具体的には、後述する方法によって形成される
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）やシリコン窒化膜（Ｓｉ
Ｎ）が最も好適である。
けており、半導体チップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部
に設けられた図示しない拡散層や配線層と導電材が直接
接して短絡することを防止している。なお、絶縁膜３０
は、絶縁性がある膜であればどのような材質であっても
良いが、電極の裏面、すなわち導電材と接続される側の
面に付着しないように設けることが可能であるものが好
ましい。具体的には、後述する方法によって形成される
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）やシリコン窒化膜（Ｓｉ
Ｎ）が最も好適である。
【００４３】また、樹脂３２は、アンダーフィルと呼ば
れるようなエポキシ系、シリコーン系やアクリル系の絶
縁樹脂でも良いし、それらの樹脂中に導電粒子を拡散配
合した異方性導電性接着材料であっても良い。異方性導
電接着材料とした場合、導電性を有さない樹脂を用いる
場合よりもコスト的に割高になるが、導電粒子が電極と
導電材の先端部との間に介在した状態で設けることがで
きるので、半導体チップ間の電気的接続をより確実なも
のにできる。なお、異方性導電性接着材料は、シート状
のもの（ＡＣＦ）でも、ペースト状のもの（ＡＣＰ）で
も良い。さらに、導電材１６ａ、１６ｂと、電極１２
ｂ、１２ｃとの間にのみハンダ、ロウ材、異方性導電接
着剤などの導電性部材を配置し、その他の部分を樹脂で
覆うようにしても良い。
れるようなエポキシ系、シリコーン系やアクリル系の絶
縁樹脂でも良いし、それらの樹脂中に導電粒子を拡散配
合した異方性導電性接着材料であっても良い。異方性導
電接着材料とした場合、導電性を有さない樹脂を用いる
場合よりもコスト的に割高になるが、導電粒子が電極と
導電材の先端部との間に介在した状態で設けることがで
きるので、半導体チップ間の電気的接続をより確実なも
のにできる。なお、異方性導電性接着材料は、シート状
のもの（ＡＣＦ）でも、ペースト状のもの（ＡＣＰ）で
も良い。さらに、導電材１６ａ、１６ｂと、電極１２
ｂ、１２ｃとの間にのみハンダ、ロウ材、異方性導電接
着剤などの導電性部材を配置し、その他の部分を樹脂で
覆うようにしても良い。
【００４４】なお、半導体チップの導電材と電極の接続
と同時もしくは接続後に、樹脂の硬化メカニズムに合っ
たエネルギーを印加し、樹脂を硬化させることが好まし
い。もちろん、接続に要するエネルギー印加と兼ねても
良い。
と同時もしくは接続後に、樹脂の硬化メカニズムに合っ
たエネルギーを印加し、樹脂を硬化させることが好まし
い。もちろん、接続に要するエネルギー印加と兼ねても
良い。
【００４５】以上のように構成された第１の実施の形態
においては、半導体チップ１０ａの図示しない配線層に
接続された電極１２ａは、導電材１６ａに接続され、さ
らに、導電材１６ａの先端部１６２は、半導体チップ１
０ａの下に位置する半導体チップ１０ｂの電極１０ｂに
接続されているので、半導体チップ１０ａと半導体チッ
プ１０ｂとは電気的に接続されることになる。また、半
導体チップ１０ｂ、１０ｃも半導体チップ１０ａと同様
の構成を有するので、結局のところ、積層された各半導
体チップは、導電材を介して電気的に接続されることに
なる。なお、積層される半導体チップの個数は、３個に
限られるものではなく、上記のような構造を構成するこ
とが可能であるならば１個以上何個であっても良い。ま
た、その直下に接続孔および導電材を設ける電極の個数
は、上述の構成を設けることができる限り、つまり電極
の直下に接続孔を形成する際の障害物が存在しない限り
何個であっても良い。
においては、半導体チップ１０ａの図示しない配線層に
接続された電極１２ａは、導電材１６ａに接続され、さ
らに、導電材１６ａの先端部１６２は、半導体チップ１
０ａの下に位置する半導体チップ１０ｂの電極１０ｂに
接続されているので、半導体チップ１０ａと半導体チッ
プ１０ｂとは電気的に接続されることになる。また、半
導体チップ１０ｂ、１０ｃも半導体チップ１０ａと同様
の構成を有するので、結局のところ、積層された各半導
体チップは、導電材を介して電気的に接続されることに
なる。なお、積層される半導体チップの個数は、３個に
限られるものではなく、上記のような構造を構成するこ
とが可能であるならば１個以上何個であっても良い。ま
た、その直下に接続孔および導電材を設ける電極の個数
は、上述の構成を設けることができる限り、つまり電極
の直下に接続孔を形成する際の障害物が存在しない限り
何個であっても良い。
【００４６】また、すべての電極の直下に、この構造を
作成する必要がなく、上下接続の必要な場合のみ、この
構成を作成するようにしても良い。
作成する必要がなく、上下接続の必要な場合のみ、この
構成を作成するようにしても良い。
【００４７】さらに、３個の積層のうち、上下の半導体
チップのみを接続したような場合、すなわちある半導体
チップの上の層と接続したい場合は、接続してない半導
体チップにその半導体チップ内部には配線されないダミ
ーの電極を形成し、その電極を介して上下の接続を行う
ようにしても良い。
チップのみを接続したような場合、すなわちある半導体
チップの上の層と接続したい場合は、接続してない半導
体チップにその半導体チップ内部には配線されないダミ
ーの電極を形成し、その電極を介して上下の接続を行う
ようにしても良い。
【００４８】くわえて、導電材に接続されるのは、金属
配線層に接続されたバンプであっても良い。このような
バンプの形成方法としては、例えば、金属配線層上にポ
リイミド樹脂の保護層とレジストを塗布し、レジストの
バンプ形成部に当たる部分だけを反応性イオン・エッチ
ングで除去する。この後、金やインジウム（Ｉｎ）を蒸
着すると、エッチングで除去した部分だけに金やインジ
ウムの層が形成される。最後に保護層とレジストを除去
する。この方法によれば、高さ１μｍ程度のバンプが形
成でき、半導体装置の小型化に適応したものとなる。
配線層に接続されたバンプであっても良い。このような
バンプの形成方法としては、例えば、金属配線層上にポ
リイミド樹脂の保護層とレジストを塗布し、レジストの
バンプ形成部に当たる部分だけを反応性イオン・エッチ
ングで除去する。この後、金やインジウム（Ｉｎ）を蒸
着すると、エッチングで除去した部分だけに金やインジ
ウムの層が形成される。最後に保護層とレジストを除去
する。この方法によれば、高さ１μｍ程度のバンプが形
成でき、半導体装置の小型化に適応したものとなる。
【００４９】続けて、第１の実施の形態に係る接続孔お
よび導電材を形成する工程について、図２に従って説明
する。以下のプロセスは、本来半導体チップ単品に切断
される前のウェハの状態で行われる。この工程の後、半
導体チップ個片切断されて積層されるようにすることが
好ましい。また、積層までウェハ状態で行って、その
後、積層された半導体装置全体を個片切断するようにし
ても良い。
よび導電材を形成する工程について、図２に従って説明
する。以下のプロセスは、本来半導体チップ単品に切断
される前のウェハの状態で行われる。この工程の後、半
導体チップ個片切断されて積層されるようにすることが
好ましい。また、積層までウェハ状態で行って、その
後、積層された半導体装置全体を個片切断するようにし
ても良い。
【００５０】まず、図２（Ａ）に示すように、電極１２
の形成までの工程を終えた半導体チップ１０において、
その裏面の接続孔を部位に対してレーザ光を照射可能な
状態に配置する。次に、図２（Ｂ）に示すように、接続
孔を設ける部位にレーザ光４０を照射して接続孔１８を
形成する。なお、電極１２と後述する導電材１６との電
気的接続を確実に行うために、電極１２の少なくとも一
部分を接続孔側に露出させる必要がある。同時に、レー
ザ光４０の照射は、電極１２に穿孔などの損傷を与えな
いように注意深く行わなければならない。
の形成までの工程を終えた半導体チップ１０において、
その裏面の接続孔を部位に対してレーザ光を照射可能な
状態に配置する。次に、図２（Ｂ）に示すように、接続
孔を設ける部位にレーザ光４０を照射して接続孔１８を
形成する。なお、電極１２と後述する導電材１６との電
気的接続を確実に行うために、電極１２の少なくとも一
部分を接続孔側に露出させる必要がある。同時に、レー
ザ光４０の照射は、電極１２に穿孔などの損傷を与えな
いように注意深く行わなければならない。
【００５１】なお、接続孔は、半導体チップの裏面側か
らウェット法や他のドライ法でエッチングして設けるも
のとしても良い。他のエッチングの場合、レーザ光を用
いる方法よりも穿孔に時間を要するが電極を損傷する可
能性が小さい。具体的な、他のエッチング方法として
は、ウェットエッチングはＫＯＨ等のアルカリ溶液、ド
ライエッチングはＣＦ4等のエッチングガスを用いた方
法、プラズマを用いた方法など、シリコン加工で用いら
れるものを用いるようにすれば良い。
らウェット法や他のドライ法でエッチングして設けるも
のとしても良い。他のエッチングの場合、レーザ光を用
いる方法よりも穿孔に時間を要するが電極を損傷する可
能性が小さい。具体的な、他のエッチング方法として
は、ウェットエッチングはＫＯＨ等のアルカリ溶液、ド
ライエッチングはＣＦ4等のエッチングガスを用いた方
法、プラズマを用いた方法など、シリコン加工で用いら
れるものを用いるようにすれば良い。
【００５２】次に、図２（Ｃ）に示すように、半導体チ
ップ１０を酸素を含む高温雰囲気中で熱処理して、接続
孔１８の内周面に露出したシリコンを酸化してシリコン
酸化膜を形成する。ところで、特に図示しないが、シリ
コン酸化膜は接続孔の周辺などにも形成される。しか
し、それが半導体チップの機能的な面に影響を及ぼすこ
とはないので、除去等の処理は不要である。なお、接続
孔の内周面のシリコン酸化膜は、ＣＶＤなど他の方法で
形成しても良い。また、シリコン酸化膜の代わりにシリ
コン窒化膜など無機の絶縁膜やポリイミドなどの有機絶
縁膜を形成しても良い。
ップ１０を酸素を含む高温雰囲気中で熱処理して、接続
孔１８の内周面に露出したシリコンを酸化してシリコン
酸化膜を形成する。ところで、特に図示しないが、シリ
コン酸化膜は接続孔の周辺などにも形成される。しか
し、それが半導体チップの機能的な面に影響を及ぼすこ
とはないので、除去等の処理は不要である。なお、接続
孔の内周面のシリコン酸化膜は、ＣＶＤなど他の方法で
形成しても良い。また、シリコン酸化膜の代わりにシリ
コン窒化膜など無機の絶縁膜やポリイミドなどの有機絶
縁膜を形成しても良い。
【００５３】次に、図２（Ｄ）に示すように、接続孔１
８が露出した側の面にフォトレジストを塗布してレジス
ト膜４２を設け、続けてメッキを行って、接続孔１８の
内部に導電材１６を設ける。なお、導電材の材質は、メ
ッキ法に適したものであれば、ハンダ、金（Ａｕ）、銅
（Ｃｕ）などどのようなものでも良い。最後に、図２
（Ｅ）に示すように、レジスト膜４２を除去する。な
お、接続孔１８に導電材を設ける方法は、メッキ法に限
られるものではなく、例えば導電ペーストやハンダを充
填して、突起形成するなど他の方法によって形成しても
良い。
８が露出した側の面にフォトレジストを塗布してレジス
ト膜４２を設け、続けてメッキを行って、接続孔１８の
内部に導電材１６を設ける。なお、導電材の材質は、メ
ッキ法に適したものであれば、ハンダ、金（Ａｕ）、銅
（Ｃｕ）などどのようなものでも良い。最後に、図２
（Ｅ）に示すように、レジスト膜４２を除去する。な
お、接続孔１８に導電材を設ける方法は、メッキ法に限
られるものではなく、例えば導電ペーストやハンダを充
填して、突起形成するなど他の方法によって形成しても
良い。
【００５４】なお、第１の実施の形態の変形例として、
導電材の先端部を電極の代わりに用いる構成のほかに、
例えば図３に示すように、導電材１６の先端部にハンダ
等により第２電極２０を別途設けても良い。この変形例
によれば、半導体チップ１０の裏面に所望の大きさ、形
状の電極を形成することが容易にできる。なお、第２電
極の形成方法は、導電材の先端部に接続可能であれば、
前述の通り印刷等どのような方法であっても良い。
導電材の先端部を電極の代わりに用いる構成のほかに、
例えば図３に示すように、導電材１６の先端部にハンダ
等により第２電極２０を別途設けても良い。この変形例
によれば、半導体チップ１０の裏面に所望の大きさ、形
状の電極を形成することが容易にできる。なお、第２電
極の形成方法は、導電材の先端部に接続可能であれば、
前述の通り印刷等どのような方法であっても良い。
【００５５】次に、本発明の第２の実施の形態について
図４に従って説明する。図４の（１）に示すように、半
導体チップ１０の接続孔の内部に導電性を有する導電ボ
ール５０を２個挿入して直列状態に設けている。導電ボ
ールとしては、金、銅、ズズ、ハンダなどの金属製のも
の、プラスチックに金属メッキを施したものなどが好ま
しく、自己溶融性のあるものは、加熱して、それらの導
電ボール同士を接続しても良い。それらを、印刷、ボー
ル載置技術を利用して接続孔内部に載置する。さらに、
一方の導電ボール５０は、後述する方法により、電極１
２に電気的に接続されているとともに、他方のものは接
続孔の開口部に設けられた第２電極２０にも電気的に接
続されている。さらに、導電ボール５０同士の接触部分
においても電気的に接続されている。なお、接続孔の内
周面側は、後述する理由により絶縁膜を設けていない。
その他の構成については第１の実施の形態と同じであ
る。
図４に従って説明する。図４の（１）に示すように、半
導体チップ１０の接続孔の内部に導電性を有する導電ボ
ール５０を２個挿入して直列状態に設けている。導電ボ
ールとしては、金、銅、ズズ、ハンダなどの金属製のも
の、プラスチックに金属メッキを施したものなどが好ま
しく、自己溶融性のあるものは、加熱して、それらの導
電ボール同士を接続しても良い。それらを、印刷、ボー
ル載置技術を利用して接続孔内部に載置する。さらに、
一方の導電ボール５０は、後述する方法により、電極１
２に電気的に接続されているとともに、他方のものは接
続孔の開口部に設けられた第２電極２０にも電気的に接
続されている。さらに、導電ボール５０同士の接触部分
においても電気的に接続されている。なお、接続孔の内
周面側は、後述する理由により絶縁膜を設けていない。
その他の構成については第１の実施の形態と同じであ
る。
【００５６】導電ボール５０の一形態としては、図４の
（２）に示すように、芯材となる樹脂ボール５２の周囲
に導電被覆５４を設け、さらにその周囲に絶縁被覆５６
を設ける例について説明する。導電被覆は、ニッケル
（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの金属で形成されている。ま
た、絶縁被覆５６は、樹脂により形成されている。この
ままの状態では、導電ボールの周囲全体が絶縁被覆５６
で覆われているので導電性がない。そこで、導電性が必
要となる部分の絶縁被覆をレーザ光等で除去し、導電被
覆５４を露出させることにより、除去部分５８のみ導電
性を発揮させることができる。
（２）に示すように、芯材となる樹脂ボール５２の周囲
に導電被覆５４を設け、さらにその周囲に絶縁被覆５６
を設ける例について説明する。導電被覆は、ニッケル
（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの金属で形成されている。ま
た、絶縁被覆５６は、樹脂により形成されている。この
ままの状態では、導電ボールの周囲全体が絶縁被覆５６
で覆われているので導電性がない。そこで、導電性が必
要となる部分の絶縁被覆をレーザ光等で除去し、導電被
覆５４を露出させることにより、除去部分５８のみ導電
性を発揮させることができる。
【００５７】よって、図４の（１）に示した導電ボール
５０においては、２個の導電ボール５０を接続孔内に互
いに接触するように、かつ下側の導電ボールが電極１２
に当接するように挿入しておく。なお、第２電極２０は
まだ設けない。ここで、矢印Ａに示す方向からレーザ光
を２個の導電ボール５０の中心を貫くように照射し、上
側の導電ボール５０の頂上とその周辺部分、２個の導電
ボール５０の接触部分、下側の導電ボール５０の電極１
２との接触部分、の各部分の導電被覆を除去する。これ
により、これらの部分においては、絶縁被覆５６が除去
されるので、第２電極２０を上側の導電ボール５０の頂
上とその周辺部分に接続するように設ければ、電極１２
と第２電極２０とは電気的に接続されることになる。ま
た、樹脂ボール５０の接続孔と当接する部分においては
依然として絶縁被覆が残っているので、接続孔に対する
絶縁状態は保たれる。この場合、接続孔内に絶縁膜を形
成する必要がない。
５０においては、２個の導電ボール５０を接続孔内に互
いに接触するように、かつ下側の導電ボールが電極１２
に当接するように挿入しておく。なお、第２電極２０は
まだ設けない。ここで、矢印Ａに示す方向からレーザ光
を２個の導電ボール５０の中心を貫くように照射し、上
側の導電ボール５０の頂上とその周辺部分、２個の導電
ボール５０の接触部分、下側の導電ボール５０の電極１
２との接触部分、の各部分の導電被覆を除去する。これ
により、これらの部分においては、絶縁被覆５６が除去
されるので、第２電極２０を上側の導電ボール５０の頂
上とその周辺部分に接続するように設ければ、電極１２
と第２電極２０とは電気的に接続されることになる。ま
た、樹脂ボール５０の接続孔と当接する部分においては
依然として絶縁被覆が残っているので、接続孔に対する
絶縁状態は保たれる。この場合、接続孔内に絶縁膜を形
成する必要がない。
【００５８】なお、接続孔の内部に設ける導電ボールの
個数は、２個に限られるものではなく、電極および第２
電極の双方に接続可能に設けられるのであれば何個でも
良い。また、絶縁被覆は、導電ボールを接続孔の内部に
挿入する際に剥離して導電被覆が露出しない程度の厚さ
と強度を持つことが好ましい。
個数は、２個に限られるものではなく、電極および第２
電極の双方に接続可能に設けられるのであれば何個でも
良い。また、絶縁被覆は、導電ボールを接続孔の内部に
挿入する際に剥離して導電被覆が露出しない程度の厚さ
と強度を持つことが好ましい。
【００５９】以上のように、本発明においては、半導体
チップ、特に複数の半導体チップを積層して１つの半導
体装置を形成する場合において、積層された半導体チッ
プ相互の電気的接続を行うための工程が容易になる。な
お、第１の実施の形態に係る構成を有する半導体チップ
と、第２の実施の形態に係る構成を有する半導体チップ
とを適宜組み合わせて１つの半導体装置を構成するもの
としても良い。
チップ、特に複数の半導体チップを積層して１つの半導
体装置を形成する場合において、積層された半導体チッ
プ相互の電気的接続を行うための工程が容易になる。な
お、第１の実施の形態に係る構成を有する半導体チップ
と、第２の実施の形態に係る構成を有する半導体チップ
とを適宜組み合わせて１つの半導体装置を構成するもの
としても良い。
【００６０】以上、述べた以外の内容は、第１の実施の
形態で説明した内容をそのまま適用できる。
形態で説明した内容をそのまま適用できる。
【００６１】また、図５には、本発明のその他の実施の
形態に係る半導体装置１１００を実装した回路基板１０
００を示している。回路基板１０００には、例えばガラ
スエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的で
ある。回路基板１０００には、例えば銅箔からなるボン
ディング部が所望の回路となるように形成されている。
そして、ボンディング部と半導体装置１１００の外部電
極とをハンダ付けや熱圧着などで機械的に接続すること
でそれらの電気的導通が図られる。
形態に係る半導体装置１１００を実装した回路基板１０
００を示している。回路基板１０００には、例えばガラ
スエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的で
ある。回路基板１０００には、例えば銅箔からなるボン
ディング部が所望の回路となるように形成されている。
そして、ボンディング部と半導体装置１１００の外部電
極とをハンダ付けや熱圧着などで機械的に接続すること
でそれらの電気的導通が図られる。
【００６２】この際、半導体装置と回路基板の熱膨張係
数に差がある場合は、半導体装置に熱応力の緩和手段を
付加しても良い。具体的には、導電材として可撓性のあ
る導電性ペーストを用いたり、接続孔内部に導電性を有
するプラスチックに金属メッキを施したボールを充填し
たり、接続孔内部の絶縁膜を可撓性のあるポリイミドな
どの有機膜とする等の方法を用いることができる。さら
に、半導体装置の外部電極の周囲を樹脂で覆ったり、外
部電極と回路基板との間に樹脂を充填するようにしても
良い。このようにすることで、半導体装置を実装した回
路基板の信頼性をさらに向上することができる。
数に差がある場合は、半導体装置に熱応力の緩和手段を
付加しても良い。具体的には、導電材として可撓性のあ
る導電性ペーストを用いたり、接続孔内部に導電性を有
するプラスチックに金属メッキを施したボールを充填し
たり、接続孔内部の絶縁膜を可撓性のあるポリイミドな
どの有機膜とする等の方法を用いることができる。さら
に、半導体装置の外部電極の周囲を樹脂で覆ったり、外
部電極と回路基板との間に樹脂を充填するようにしても
良い。このようにすることで、半導体装置を実装した回
路基板の信頼性をさらに向上することができる。
【００６３】なお、半導体装置１１００は、実装面積を
ベアチップにて実装する面積にまで小さくすることがで
きるので、この回路基板１０００を電子機器に用いれば
電気機器自体の小型化が図れる。また、同一面積内にお
いては、より実装スペースを確保することができ、高機
能化を図ることも可能である。
ベアチップにて実装する面積にまで小さくすることがで
きるので、この回路基板１０００を電子機器に用いれば
電気機器自体の小型化が図れる。また、同一面積内にお
いては、より実装スペースを確保することができ、高機
能化を図ることも可能である。
【００６４】そして、この回路基板１０００を備える電
子機器として、図６にノート型パーソナルコンピュータ
１２００が示している。
子機器として、図６にノート型パーソナルコンピュータ
１２００が示している。
【００６５】さらに、本発明に係る半導体装置を、１つ
のシステムを１パッケージ化する「システム・イン・パ
ケージ」に応用すれば、実装面積がチップサイズで済む
システムとして利用することができる。例えば、図７に
示すように、積層される半導体チップをマイクロプロセ
ッサ２００と、スタティック・ランダム・アクセス・メ
モリ２１０とを含むものとし、さらに、ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ２２０を必要枚数積層すれ
ば、１つのコンピュータ３００とすることができる。
のシステムを１パッケージ化する「システム・イン・パ
ケージ」に応用すれば、実装面積がチップサイズで済む
システムとして利用することができる。例えば、図７に
示すように、積層される半導体チップをマイクロプロセ
ッサ２００と、スタティック・ランダム・アクセス・メ
モリ２１０とを含むものとし、さらに、ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ２２０を必要枚数積層すれ
ば、１つのコンピュータ３００とすることができる。
【００６６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、拡散層を形成したシリコン基板上に配線層や絶縁層
を積層させて形成するとともに、当該配線層に接続され
る電極を設けてなる半導体チップにおいて、一方の端部
を前記半導体チップを貫通して設けられる接続孔を介し
て前記電極に接続して設けられるとともに、他方の端部
を前記電極を設けた面と反対側の面から突出して設けら
れる導電材を有する構成としているため、半導体チップ
を積層して設けるだけで、半導体チップ同士の電気的接
続を行うことができるので、半導体チップ同士を電気的
に接続するための工程が不要となる。また、インターポ
ーザを介することなく積層できるので、半導体装置の小
型化にも寄与するとともに、半導体装置のコストダウン
にも著しく寄与する。
ば、拡散層を形成したシリコン基板上に配線層や絶縁層
を積層させて形成するとともに、当該配線層に接続され
る電極を設けてなる半導体チップにおいて、一方の端部
を前記半導体チップを貫通して設けられる接続孔を介し
て前記電極に接続して設けられるとともに、他方の端部
を前記電極を設けた面と反対側の面から突出して設けら
れる導電材を有する構成としているため、半導体チップ
を積層して設けるだけで、半導体チップ同士の電気的接
続を行うことができるので、半導体チップ同士を電気的
に接続するための工程が不要となる。また、インターポ
ーザを介することなく積層できるので、半導体装置の小
型化にも寄与するとともに、半導体装置のコストダウン
にも著しく寄与する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体チップ
およびその半導体チップを用いた半導体装置を示す断面
図である。
およびその半導体チップを用いた半導体装置を示す断面
図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体チップ
の製造工程を説明する断面図である。
の製造工程を説明する断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る第２電極の変
形例を示す断面図である。
形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体チップ
の説明図であり、（１）は半導体チップの断面図であ
り、（２）は導電ボールの断面図である。
の説明図であり、（１）は半導体チップの断面図であ
り、（２）は導電ボールの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る半導体装置を実装し
た回路基板の説明図である。
た回路基板の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る半導体装置を実装し
た回路基板を備えた電子機器の説明図である。
た回路基板を備えた電子機器の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る半導体装置よりなる
コンピュータの説明図である。
コンピュータの説明図である。
１０ 半導体チップ １０ａ 半導体チップ １０ｂ 半導体チップ １０ｃ 半導体チップ １２ 電極 １２ａ 電極 １２ｂ 電極 １２ｃ 電極 １４ 絶縁膜 １６ 導電材 １６ａ 導電材 １６ｂ 導電材 １６ｃ 導電材 １６２ 先端部 １８ 貫通孔 ２０ 第２電極 ３０ 絶縁膜 ３２ 樹脂 ４０ レーザ光 ４２ レジスト膜 ５０ 導電ボール ５２ 樹脂ボール ５４ 導電被覆 ５６ 絶縁被覆 ５８ 除去部分 １００ 半導体装置 ２００ マイクロプロセッサ ２１０ スタティック・ランダム・アクセス・メモリ ２２０ ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ ３００ コンピュータ １０００ 回路基板 １１００ 半導体装置 １２００ ノート型パーソナルコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3205 29/41
Claims (15)
- 【請求項１】 電極が形成されてなる半導体チップにお
いて、前記半導体チップの一方の面に形成されてなる前
記電極と、他方の面に形成されてなる導電材と、が前記
半導体チップを貫通して設けられる接続孔を介して接続
してなることを特徴とする半導体チップ。 - 【請求項２】 前記半導体チップの他方の面に前記電極
と異なる第２の電極を設けたことを特徴とする請求項１
に記載の半導体チップ。 - 【請求項３】 前記接続孔は、その内周面に絶縁膜が形
成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の半導体チップ。 - 【請求項４】 前記導電材は、メッキにより形成されて
なることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の半導体チップ。 - 【請求項５】 前記半導体チップには、応力緩和手段が
形成されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載の半導体チップ。 - 【請求項６】 前記接続孔内には、導電材が充填されて
なることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか
に記載の半導体チップ。 - 【請求項７】 前記導電材は、樹脂ボールと、該樹脂ボ
ールの少なくとも一部に形成された金属被覆とから形成
されてなることを特徴とする請求項６に記載の半導体チ
ップ。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載
の半導体チップが複数層積層されてなり、複数層の半導
体チップのうち第１の半導体チップに形成された導電材
と第２の半導体チップに形成された電極とが接続してな
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の半導体装置を少なくと
も１つ有するとともに、前記複数層の半導体チップは、
少なくとも１つのマイクロプロセッサと、少なくとも１
つのスタティック・ランダム・アクセス・メモリと、少
なくとも１つのダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリと、を含んでなることを特徴とするコンピュータ。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の半導体装置が実装さ
れてなることを特徴とする回路基板。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の回路基板を有する
ことを特徴とする電子機器。 - 【請求項１２】 電極を設けた半導体チップに当該電極
を設けた面と反対側の面から当該電極に至る接続孔を穿
設する第１の工程と、前記接続孔の内周面に絶縁膜を形
成する第２の工程と、前記接続孔内に導電材を設ける第
３の工程と、前記導電材の前記反対側の面の端部に接続
される別の電極を設ける第４の工程と、を少なくとも有
することを特徴とする半導体チップの製造方法。 - 【請求項１３】 前記導電材は、樹脂ボール表面の少な
くとも一部が金属被覆で覆われた導電ボールからなり、
前記接続孔に前記導電ボールを充填することを特徴とす
る請求項１２に記載の半導体チップの製造方法。 - 【請求項１４】 レーザ光線を照射することにより前記
半導体チップに穿孔することを特徴とする請求項１２ま
たは請求項１３に記載の半導体チップの製造方法。 - 【請求項１５】 エッチングにより前記半導体チップに
穿孔することを特徴とする請求項１２または請求項１３
に記載の半導体チップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24161799A JP3687435B2 (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 半導体チップおよびその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24161799A JP3687435B2 (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 半導体チップおよびその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068618A true JP2001068618A (ja) | 2001-03-16 |
| JP3687435B2 JP3687435B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=17077001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24161799A Expired - Lifetime JP3687435B2 (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 半導体チップおよびその製造方法、半導体装置、コンピュータ、回路基板ならびに電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3687435B2 (ja) |
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| JP2004153269A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Hewlett-Packard Development Co Lp | 基板貫通の相互接続部を形成する方法 |
| JP2007115776A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体チップ及びその製造方法 |
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-
1999
- 1999-08-27 JP JP24161799A patent/JP3687435B2/ja not_active Expired - Lifetime
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