專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法、電路基板和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法、電路基板和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體器件的組件，在晶片級上制造組件的晶片級CSP(Chip SizePackage)的普及性提高。該方法制造的半導(dǎo)體器件外部尺寸為半導(dǎo)體芯片尺寸，要求原來的半導(dǎo)體器件以上的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
(1)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，包含半導(dǎo)體襯底，具有有源元件區(qū)域，具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極；樹脂層，在上述半導(dǎo)體襯底的形成上述電極的面上避開上述電極來形成；布線層，從上述電極向上述樹脂層上延伸，包含多個電連接部；外部端子，設(shè)置在上述電連接部上，上述多個電連接部包含第一電連接部和第二電連接部，上述第一電連接部的表面形狀與上述第二電連接部的表面形狀相比面積更大。根據(jù)本發(fā)明，由于第一電連接部的表面形狀與第二電連接部的表面形狀相比更大，由第一電連接部防止外部光進入半導(dǎo)體襯底，可提高遮光性。另外通過由第一電連接部截斷電磁波，可得到屏蔽效果。因此，半導(dǎo)體器件不會誤動作，可提高其可靠性。
(2)該半導(dǎo)體器件中，上述第二電連接部可以形成在上述樹脂層的上面。由此，可由樹脂層吸收施加在第二電連接部上的應(yīng)力。
(3)該半導(dǎo)體器件中，上述樹脂層與上述半導(dǎo)體襯底的上述有源元件區(qū)域平面重疊地形成，上述第一電連接部可以形成在上述樹脂層中與上述有源元件區(qū)域平面重疊的部分上。由此，可進一步提高遮光性和屏蔽效果。由于第一電連接部形成在樹脂層上，可由樹脂層吸收施加在第一電連接部上的應(yīng)力。
(4)該半導(dǎo)體器件中，上述第一電連接部可幾乎覆蓋上述樹脂層的整個上面來形成。
(5)該半導(dǎo)體器件中，上述第一電連接部還可覆蓋上述樹脂層的側(cè)面來形成。
(6)該半導(dǎo)體器件中，上述第一電連接部可形成至上述半導(dǎo)體襯底的上述樹脂層的外側(cè)區(qū)域。
(7)該半導(dǎo)體器件中，上述第一電連接部可供給地電位或電源電位。據(jù)此，例如可降低布線層的阻抗，噪聲影響減少。
(8)該半導(dǎo)體器件中，第一電連接部可形成為可得到規(guī)定電特性的形狀或大小。
(9)該半導(dǎo)體器件中，還可包含避開上述外部端子、覆蓋上述布線層來形成的絕緣層。
(10)該半導(dǎo)體器件中，上述半導(dǎo)體襯底可以是半導(dǎo)體芯片或半導(dǎo)體晶片。
(11)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包含半導(dǎo)體襯底，具有有源元件區(qū)域，具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極；樹脂層，在上述半導(dǎo)體襯底的形成上述電極的面上避開上述電極來形成；布線層，從上述電極向上述樹脂層上延伸，包含多個電連接部；外部端子，設(shè)置在上述電連接部上，上述布線層包含第一電連接部和第二電連接部，上述第一電連接部除包含上述第二電連接部的布線層和包含上述第二電連接部的布線層的周圍以外，覆蓋上述樹脂層的整個面。根據(jù)本發(fā)明，第一電連接部覆蓋樹脂層的整個面，因此，由第一電連接部防止外部光進入半導(dǎo)體襯底，可提高遮光性。通過由第一電連接部截斷電磁波，可得到屏蔽效果。因此，半導(dǎo)體器件不會誤動作，可提高其可靠性。
(12)在本發(fā)明的電路基板上安裝有上述半導(dǎo)體器件。
(13)本發(fā)明的電子設(shè)備具有上述半導(dǎo)體器件。
(14)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法，包含(a)在具有有源元件區(qū)域、具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極的半導(dǎo)體襯底的形成上述電極的面上，避開上述電極來形成樹脂層；(b)形成布線層，使之從上述電極向樹脂層上延伸，并且具有多個電連接部；(c)在上述電連接部上設(shè)置外部端子，上述(b)工序中，形成上述多個電連接部，使得第一電連接部的表面形狀與上述第二電連接部的表面形狀相比面積更大。根據(jù)本發(fā)明，由于第一電連接部的表面形狀與第二電連接部的表面形狀相比形成得更大，所以由第一電連接部防止外部光進入半導(dǎo)體襯底，可提高遮光性。另外通過由第一電連接部截斷電磁波，可得到屏蔽效果。因此，半導(dǎo)體器件不會誤動作，可提高其可靠性。
圖1是本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體器件的平面圖；圖2是本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖3是本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體器件的部分平面圖；圖4是本發(fā)明的實施例的變形例的半導(dǎo)體器件的部分截面圖；圖5是本發(fā)明的實施例的變形例的半導(dǎo)體器件的部分截面圖；圖6是本發(fā)明的實施例的變形例的半導(dǎo)體器件的平面圖；圖7是本發(fā)明的實施例的變形例的半導(dǎo)體器件的平面圖；圖8是表示本發(fā)明的實施例的電路基板的圖；圖9是表示本發(fā)明的實施例的電子設(shè)備的圖；圖10是表示本發(fā)明的實施例的電子設(shè)備的圖。
具體實施例方式
下面參考
本發(fā)明的實施例。
圖1是表示去除本實施例的半導(dǎo)體器件的一部分(絕緣層32)的平面圖。
圖2是本實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖(沿著圖1的II-II線的截面圖)。
圖3是本實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖(沿著圖1的III-III線的截面圖)圖4～圖7是表示本實施例的變形例的半導(dǎo)體器件的圖。具體說，圖4和圖5是半導(dǎo)體器件的部分截面圖，圖6和圖7是去除半導(dǎo)體器件的一部分(絕緣層32)的平面圖。
半導(dǎo)體器件1包含半導(dǎo)體襯底10。半導(dǎo)體襯底10如圖1所示可以是半導(dǎo)體芯片，或是半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體襯底10具有有源元件區(qū)域12(參照圖2)。有源元件區(qū)域12可形成在半導(dǎo)體襯底10的中央部。所謂有源元件區(qū)域12是集成電路(包含有源元件和無源元件)中，具有有源元件的區(qū)域(例如多個有源元件密集設(shè)置的區(qū)域)。有源元件區(qū)域12外側(cè)的區(qū)域中可以有不形成有源元件的周邊區(qū)域(例如集成電路的無源元件區(qū)域)。
半導(dǎo)體襯底10上形成有電連接集成電路的電極(例如墊片)14。半導(dǎo)體芯片的情況下，集成電路(或有源元件區(qū)域12)多形成在一個區(qū)域上，半導(dǎo)體晶片的情況下，集成電路(或有源元件區(qū)域12)多形成在多個區(qū)域上。多個電極14形成在半導(dǎo)體襯底10的其中任意一個面上。多個電極14可沿著半導(dǎo)體芯片(或成為半導(dǎo)體芯片的區(qū)域)的端部(例如相對的2邊或4邊)排列。電極14可形成在有源元件區(qū)域12的外側(cè)。半導(dǎo)體襯底10的表面(形成電極14的面)上形成有鈍化膜(例如氮化硅膜或氧化硅膜)16。
半導(dǎo)體襯底10的形成電極14的面(例如鈍化膜16)上形成有由1層或多層構(gòu)成的樹脂層18。樹脂層18避開電極14來形成。如圖1所示，樹脂層18可形成在半導(dǎo)體芯片的中央部。樹脂層18側(cè)面可傾斜，使得與上面相比，其相對面(底面)更大。樹脂層18可具有應(yīng)力緩和功能。樹脂層18可用聚酰亞胺樹脂、硅改性聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、硅改性環(huán)氧樹脂、苯環(huán)丁烯(BCB；benzocyclobutene)、聚苯噁唑(PBOpoiybenzoxazole)等樹脂形成。樹脂層18可形成在半導(dǎo)體襯底10和后述的外部端子30之間。
樹脂層18形成在與有源元件區(qū)域12平面重疊(疊加)的區(qū)域中。樹脂層18至少設(shè)置在有源元件區(qū)域12上。此時，樹脂層18的半導(dǎo)體襯底10側(cè)的上面20的面積可以是與有源元件區(qū)域12的面積相同的面積。樹脂層18可僅設(shè)置在有源元件區(qū)域12上。有源元件區(qū)域12形成在半導(dǎo)體襯底10中央部的情況下，樹脂層18的半導(dǎo)體襯底10側(cè)的上面20的面積比有源元件區(qū)域12的面積大，可形成在半導(dǎo)體襯底10的中央部。
半導(dǎo)體器件1包含布線層24。布線層24形成在半導(dǎo)體襯底10的形成電極14的面上。布線層24用導(dǎo)電材料(例如金屬)形成。布線層24如圖1所示形成多個，各布線層24可用1層或多層形成。多層時，考慮結(jié)構(gòu)的可靠性和電特性，可組合不同的材料(例如Cu、Cr、Ti、Ni、TiW、Au、Al、NiV、W等)形成布線層24。布線層24覆蓋電極14來形成，電連接電極14。布線層24從電極14向樹脂層18上方延伸。布線層24形成為通過樹脂層18的側(cè)面(傾斜面)22到達其上面20。
布線層24包含多個電連接部(本實施例中為第一和第二電連接部26，28)。電連接部可以是脊，多用具有遮光性(截斷有源元件區(qū)域12反應(yīng)的波長的光的性質(zhì))的導(dǎo)電材料形成。電連接部的表面上可形成鍍層(未示出)，以提高電特性。電連接部為脊的情況下，脊比布線層24的線寬度大。
半導(dǎo)體器件1包含多個外部端子30。外部端子30形成在半導(dǎo)體襯底10的形成電極14的面上。外部端子30電連接電極14。如圖1和圖2所示，外部端子30電連接布線層24。外部端子30可設(shè)置在電連接部。外部端子30可用具有導(dǎo)電性的金屬形成。外部端子30可用釬料材料形成。外部端子30可作成例如球形，例如為釬料球。圖1所示例子中，多個外部端子30在半導(dǎo)體襯底10的平面視圖中左右對稱配置。
半導(dǎo)體器件1可包含絕緣層(例如樹脂構(gòu)成的層)32。絕緣層32具有透光性，例如可用半透明或透明材料形成。絕緣層32用1層或多層(圖2所示例子中為第一和第二絕緣層52，54)形成。絕緣層32設(shè)置在半導(dǎo)體襯底10的外部端子30側(cè)的面上。具體說，絕緣層32避開外部端子30(使外部端子30的前端部露出)覆蓋布線層24來形成。絕緣層32可用作焊接抗蝕劑。
如圖2所示，絕緣層32包含第一和第二絕緣層34，36。第一絕緣層34可在形成布線層24后，覆蓋布線層24的至少一部分來形成。如圖2所示，第一絕緣層34除去各個電連接部的至少中央部外都可形成。通過形成第一絕緣層34，可防止布線層24的氧化、腐蝕或斷線等。
第二絕緣層36可層疊在第一絕緣層34上。第二絕緣層36可在形成外部端子30后，形成在第一絕緣層34上。第二絕緣層36使外部端子30露出地進行設(shè)置。此時，第二絕緣層36覆蓋外部端子30的基礎(chǔ)部(下端部)。由此，可加固外部端子30的基礎(chǔ)部。
本實施例中，多個電連接部中，第一電連接部26的表面形狀與第二電連接部28的表面形狀相比面積更大(例如大2倍以上的面積)即，半導(dǎo)體襯底10的平面視圖中，第一電連接部26的外形比第二電連接部28的外形大。
圖1所示例子中，多個電連接部中，其中任意一個是第一電連接部26，剩余的全部(圖1中為多個)是第二電連接部28?；蛘?，可形成多個第一電連接部26。作為第二電連接部28，可采用公知的脊形式。例如第二電連接部28可以是作成圓形的圓形脊。此時，第二電連接部(脊)28的表面形狀的面積是指圓形部分的面積，除去了布線層24的線和連接部(線和脊之間的連接部)。第二電連接部28可形成在樹脂層18的上面20上。由此，可由樹脂層18吸收施加在第二電連接部28(或外部端子30)上的應(yīng)力。
如圖1所示，第一電連接部26可按避開第二電連接部28的形狀設(shè)置。第一電連接部26除第二電連接部28和第二電連接部28的周圍外，可覆蓋樹脂層18的整個面(包含上面20和側(cè)面22)。第一電連接部26可形成在樹脂層18的上面20中與有源元件區(qū)域12平面重疊的部分上。即，第一電連接部26可以形成在樹脂層18的上面20中的有源元件區(qū)域12上。這樣，防止外部光進入半導(dǎo)體襯底10的有源元件區(qū)域12，可提高半導(dǎo)體器件的遮光性。另外，通過由第一電連接部26截斷電磁波，可得到屏蔽效果。因此，半導(dǎo)體器件沒有誤動作，可提高其可靠性。第一電連接部26形成在樹脂層18上，因此由樹脂層18吸收施加在第一電連接部26上的應(yīng)力。
如圖6的變形例所示，可不形成包含圖1所示的狀態(tài)之一的第二電連接部28的布線層24。反過來說，第一電連接部26不由第二電連接部28引起，可形成切斷的部分(例如按比包含第二電連接部28的布線層24的外形稍大的形狀切斷的部分)。據(jù)此，使用1個第一電連接部26的表面形狀，可對應(yīng)多種布線層24的圖案，可提高半導(dǎo)體器件的設(shè)計自由度。
第一電連接部26的材料可以與第二電連接部28的材料相同或不同。例如，第一電連接部26可具有未設(shè)置在第二電連接部28上的遮光性高的材料(例如更不透明的金屬)。第一電連接部26與第二電連接部28相比，材料層數(shù)可以更多。
如圖1和圖3所示，第一電連接部26可以幾乎覆蓋樹脂層18的上面20的整個面而形成。如圖4的半導(dǎo)體器件的部分截面圖所示，第一電連接部26還可覆蓋樹脂層18的側(cè)面(例如傾斜面)而形成。此時，第一電連接部26可覆蓋樹脂層18的整個面。如圖5的半導(dǎo)體器件的部分截面圖所示，第一電連接部26可以形成到半導(dǎo)體襯底10的樹脂層18的外側(cè)區(qū)域(例如鈍化膜16露出的區(qū)域)。即，第一電連接部26可以包含樹脂層18的整個面(上面20和側(cè)面22)和樹脂層18的外側(cè)區(qū)域形成。如圖7的半導(dǎo)體器件的平面圖所示，在樹脂層18的外側(cè)區(qū)域中，第一電連接部26可避開電極14和布線層24形成。
根據(jù)這些形式，運用由第一電連接部26覆蓋的面積，可進一步提高遮光性和屏蔽效果。具體說，由第一電連接部26也可以截斷從傾斜方向入射到有源元件區(qū)域12的外部光。
第一電連接部26可供給地電位或電源電位。第一電連接部26如上所述，表面形狀的面積比第二電連接部28大，因此例如可降低布線層24的阻抗，可減少半導(dǎo)體器件的噪聲的影響。另外如圖1所示，第一電連接部26上可連接1個線，可連接相同電位的2個以上的線。
第一電連接部26可形成為可得到規(guī)定電特性的形狀或大小。例如，設(shè)計第一電連接部26的形狀或大小，使得第二電連接部28的布線層24(信號布線)的特性阻抗得到規(guī)定值。具體說，考慮其與第二電連接部28的布線層24之間的距離、絕緣層32的介電率、第二電連接部28的布線層24(信號布線)的寬度等的各種值決定第一電連接部26的形狀或大小。
本實施例的半導(dǎo)體器件如上述構(gòu)成，其效果正如所說明的那樣。
本實施例的半導(dǎo)體器件的制造方法包括在半導(dǎo)體襯底10的形成電極14的面上形成樹脂層18，形成從電極14向樹脂層18上延伸的布線層24，在布線層24的電連接部設(shè)置外部端子30。并且，布線層24的形成工序中，形成多個電連接部，使得第一電連接部26的表面形狀與第二電連接部28的表面形狀相比面積更大。其他事項和效果可從上述半導(dǎo)體器件中說明的內(nèi)容中導(dǎo)出，因此省略說明。
圖8中表示出安裝本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體器件1的電路基板1000。作為具有本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備，圖9中表示出筆記本型個人計算機2000，圖10中表示出便攜電話3000。
本發(fā)明不限定于上述實施例，可進行種種變形。例如，本發(fā)明包含與實施例中說明的結(jié)構(gòu)實質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)(例如功能、方法和結(jié)果相同的結(jié)構(gòu)，或目的和結(jié)果相同的結(jié)構(gòu))。另外本發(fā)明包含置換了并非實施例說明的結(jié)構(gòu)的本質(zhì)部分的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包含實現(xiàn)與實施例說明的結(jié)構(gòu)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)或可達到相同目的的結(jié)構(gòu)。另外本發(fā)明包含在實施例說明的結(jié)構(gòu)中附加公知技術(shù)的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包含半導(dǎo)體襯底，具有有源元件區(qū)域，具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極；樹脂層，在上述半導(dǎo)體襯底的形成上述電極的面上避開上述電極來形成；布線層，從上述電極向上述樹脂層上延伸而形成，包含多個電連接部；外部端子，設(shè)置在上述電連接部上，上述多個電連接部包含第一電連接部和第二電連接部，上述第一電連接部的表面形狀與上述第二電連接部的表面形狀相比面積更大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中上述第二電連接部形成在上述樹脂層的上面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其中上述樹脂層與上述半導(dǎo)體襯底的上述有源元件區(qū)域平面重疊地形成，上述第一電連接部形成在上述樹脂層中與上述有源元件區(qū)域平面重疊的部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項所述的半導(dǎo)體器件，其中上述第一電連接部幾乎覆蓋上述樹脂層的整個上面來形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中上述第一電連接部還覆蓋上述樹脂層的側(cè)面來形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中上述第一電連接部形成至上述半導(dǎo)體襯底的上述樹脂層的外側(cè)區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任意一項所述的半導(dǎo)體器件，其中上述第一電連接部供給地電位或電源電位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中第一電連接部形成為可得到規(guī)定電特性的形狀或大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任意一項所述的半導(dǎo)體器件，其中還包含絕緣層，所述絕緣層避開上述外部端子，覆蓋上述布線層來形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任意一項所述的半導(dǎo)體器件，其中上述半導(dǎo)體襯底是半導(dǎo)體芯片或半導(dǎo)體晶片。
11.一種半導(dǎo)體器件，包含半導(dǎo)體襯底，具有有源元件區(qū)域，具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極；樹脂層，在上述半導(dǎo)體襯底的形成上述電極的面上避開上述電極來形成；布線層，從上述電極向上述樹脂層上延伸，包含多個電連接部；外部端子，設(shè)置在上述電連接部上，上述布線層包含第一電連接部和第二電連接部，上述第一電連接部除包含上述第二電連接部的布線層和包含上述第二電連接部的布線層的周圍以外，覆蓋上述樹脂層的整個面。
12.一種電路基板，安裝根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項所述的半導(dǎo)體器件。
13.一種電子設(shè)備，具有根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項所述的半導(dǎo)體器件。
14.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包含(a)在具有有源元件區(qū)域、具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極的半導(dǎo)體襯底的形成上述電極的面上，避開上述電極來形成樹脂層；(b)形成布線層，使之從上述電極向樹脂層上延伸，并且具有多個電連接部；(c)在上述電連接部上設(shè)置外部端子，上述(b)工序中，形成上述多個電連接部，使得第一電連接部的表面形狀與第二電連接部的表面形狀相比面積更大。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，包含半導(dǎo)體襯底(10)，具有有源元件區(qū)域(12)，具有電連接包含上述有源元件的集成電路的電極(14)；樹脂層(18)，在半導(dǎo)體襯底(10)的形成電極(14)的面上避開電極(14)來形成；布線層(24)，從電極(14)向樹脂層18上延伸，包含多個電連接部；外部端子(30)，設(shè)置在電連接部上。多個電連接部中，第一電連接部(26)的表面形狀與第二電連接部(28)的表面形狀相比面積更大。根據(jù)本發(fā)明，提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
文檔編號H01L23/31GK1519922SQ20041000322
公開日2004年8月11日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月7日
發(fā)明者橋元伸晃 申請人:精工愛普生株式會社