專利名稱：半導體裝置及其制造方法
技術領域：
襯底上而形成的半導體裝置及其制造方法。
背景技術：
為了實現(xiàn)半導體裝置的高密度化和小型化，大多是采用倒裝芯片安裝
方式將半導體芯片安裝到襯底上。倒裝芯片安裝是將不具有封裝構(gòu)造的半 導體棵片以倒裝狀態(tài)安裝在襯底的布線圖案上的安裝方式。
以往，提出有如下的安裝構(gòu)造，即，通過在一塊進行了倒裝芯片安裝 的半導體芯片上層疊另 一半導體芯片(或者，在一塊半導體芯片上立體地配
置另一半導體芯片)，以謀求安裝面積的縮小(專利文獻1-3)。
在專利文獻1中，在一塊半導體芯片上層疊另一半導體芯片，并使用
《I線接合來連接層疊的上側(cè)的半導體芯片與襯底的布線圖案(專利文獻1 )。 并且，在專利文獻2和專利文獻3中公開有如下所述的安裝構(gòu)造為
了在一塊半導體芯片的上側(cè)立體地配置另一半導體芯片，在襯底上配置專
用的中繼襯底(中繼零件)，通過該中繼襯底(中繼零件)來支承其上側(cè)的半導
體芯片。
專利文獻1:日本專利特開平11-260851號7>才艮 專利文獻2:日本專利特開2002-170921號公報 專利文獻3:日本專利特開2002-270760號公報
在專利文獻1所述的安裝技術中，由于引線接合的布線高度和用于密 封引線部的樹脂厚度，導致半導體裝置的厚度變厚。并且，由于接合引線 也在橫向上延伸，所以與將各半導體芯片平面地配置的情況相比，未必能 獲得面積縮小的效果。
另外，在專利文獻2或?qū)＠墨I3所述的安裝技術中，專用的中繼襯 底(中繼零件)占據(jù)相當大的面積，如此一來，半導體裝置的占用面積會相應 地在橫向上擴大，此時將與各半導體芯片平面地配置的情況相比，也未必
能獲得面積縮小的效果。另外，由于專用中繼襯底(中繼零件)的厚度會導致 半導體裝置的厚度也相應地增加，所以無法斷言能產(chǎn)生充分的體積縮小的 效果，并且，有時會因使用該中繼襯底(中繼零件)而導致成本增高。如上所述，在現(xiàn)有的安裝技術中，在層疊安裝(或者立體安裝)多個半導 體芯片時，與將各芯片平面地配置的情況相比較，在面積、體積縮小的效 果方面或者在成本方面存在一些不足。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于所述實際情況而開發(fā)的，本發(fā)明的目的在于在將多個 半導體芯片立體地配置的情況時，與現(xiàn)有方法相比能夠控制厚度，減少專 用面積，并且不使用其他零件即可實現(xiàn)低成本的安裝，并且，簡化該半導 體裝置的制造工序。本發(fā)明的半導體裝置包括在主面上形成有規(guī)定的布線圖案的襯底； 第1半導體芯片，其具備用于與所述襯底的所述布線圖案連接的第1電極， 并通過將所述第1電極直接連接至所述布線圖案的相應部位而進行倒裝芯 片安裝；第2半導體芯片，其縱橫長度均大于所述第1半導體芯片且具備 用于與所述布線圖案連接的第2電極，通過將所述第2電極直接連接至所 述布線圖案的相應部位而進行倒裝芯片安裝，并且，所述第2電極的厚度 以及與所述第2電極連接的所述布線圖案的相應部位的厚度總和超過所述 第1半導體芯片的厚度、所述第1電極的厚度以及與所述第1電極連接的 所述規(guī)定部位的布線圖案的厚度總和，由此，所述第2半導體芯片位于所 述第1半導體芯片之上。不同的2塊半導體芯片安裝在共用襯底上的。將芯片尺寸較小的第1半導 體芯片與芯片尺寸較大的第2半導體芯片完全重疊并配置在所述第2半導 體芯片的正下方，從而實現(xiàn)薄型的立體倒裝芯片安裝構(gòu)造。位于下側(cè)的第1 半導體芯片的厚度可以通過背面研磨(backgrind)變薄，并且第1半導體芯片 的連接電極(第1電極)可以使用通過金屬鍍敷等形成的高度較低的(高度低 的)凸塊電極等，由此可以將第1半導體芯片的高度抑制得較低。另一方面， 例如使用用于焊盤的較厚的(高度高的)電極來作為支承位于上側(cè)的第2半導 體芯片的第2電極，從而能夠確保相當高的高度，并且，當該高度不足時，
也可以通過鍍敷等在第2電極的頂端設置突起部(延長電極)來彌補高度不足
(另外，也可以在連接有第2電極的襯底表面的布線圖案的相應部位上形成 突起部，可進一步增加高度)。由此，可以-使第2電極的厚度以及與第2電 極連接的布線圖案的相應部位的厚度總和超過第1半導體芯片的厚度、第1 電極的厚度以及與第1電極連接的規(guī)定部位的布線圖案的厚度總和，這樣， 僅使用與平置于同一平面的類型的半導體安裝相同的電極材料和電極形成 技術，即可使第2半導體芯片位于第1半導體芯片的正上方。由于第1半
能夠?qū)崿F(xiàn)半導體裝置的薄型化。并且，由于利用與平置于同一平面的類型 的半導體安裝相同的電極材料、電極形成技術來實現(xiàn)立體倒裝芯片安裝，
所以不需要特殊零件，即可適當增加同 一襯底面積上的半導體裝置的安裝 數(shù)，因此，也可以降低半導體裝置的成本。
并且，本發(fā)明的半導體裝置中，在所述第1半導體芯片的所述第2半 導體芯片側(cè)的表面形成有屏蔽層。
利用屏蔽層，各半導體芯片彼此不容易受到電磁噪聲的影響。屏蔽層 設在第l半導體芯片的表面，所以不會影響半導體裝置的薄型化。
另外，本發(fā)明的半導體裝置中，所述第1半導體芯片的所述第1電極 是高度低的金屬電極，且所述第2半導體芯片的所述第2電極是由用于焊 盤的較厚的金屬層所構(gòu)成的高度高的電極。
第1電極可以使用通過金屬鍍敷等形成的高度低的(高度低的)凸塊電極 等，從而能夠?qū)⒌?半導體芯片的安裝高度抑制得較低。另一方面，使用 用于焊盤的較厚的(高度高的)電極來作為支承位于上側(cè)的第2半導體芯片的 第2電極，從而能夠確保相當高的高度。即，有效地利用與平置于同一平 面的類型的半導體安裝相同的電極材料、電極形成技術，可以適當?shù)貙崿F(xiàn) 立體倒裝芯片安裝。
另外，本發(fā)明的半導體裝置中，在連接有所述第2半導體芯片的所述 第2電極的所述布線圖案的相應部位，形成有通過金屬鍍敷而形成的突起 狀部分。
作為僅利用第2電極而導致高度不足時的對策，有在連接有第2電極 的襯底表面的布線圖案的相應部位處形成突起部來彌補高度的半導體裝 置。由此，不使用特殊零件，即可使第2半導體芯片適當?shù)匚挥诘?半導
體芯片上，從而能夠?qū)崿F(xiàn)立體倒裝芯片構(gòu)造。另外，本發(fā)明的半導體裝置中，第1半導體芯片通過絕緣性樹脂粘結(jié)在第2半導體芯片上。所述半導體裝置具有通過絕緣性樹脂將第1半導體芯片粘結(jié)在第2半 導體芯片上的構(gòu)造。由于第1芯片與第2芯片一體化，所以可以將所述經(jīng) 過一體化的各芯片一并安裝在襯底上。因此，可以簡化半導體裝置的制造 工序。并且還能獲得以下效果，即，在將較薄且耐應力較弱的第1半導體 芯片貼附在具有規(guī)定厚度且耐應力較強的半導體芯片上后， 一并地進行倒 裝芯片安裝，從而消除第1半導體芯片在安裝上的限制，并能夠利用通用 性較高的安裝方法。另外，本發(fā)明的半導體裝置中，所述襯底與所述第2半導體芯片之間 利用熱固性絕緣樹脂來密封。利用經(jīng)過熱處理的密封樹脂，半導體裝置的構(gòu)造變得堅固，并且耐濕 性和耐環(huán)境性得到提高。另外，本發(fā)明的半導體裝置中，所述襯底與所述第2半導體芯片之間 利用熱塑性絕緣樹脂來密封。利用密封樹脂使半導體裝置的構(gòu)造變得堅固。并且，通過對整個裝置 進行加熱，可以使密封樹脂的粘結(jié)力變?nèi)?，使得所述半導體裝置可以從粘 結(jié)界面剝離開來，還可以進行修復(重新安裝半導體芯片)。另外，本發(fā)明的半導體裝置中，所述襯底是由紫外線透射性基材構(gòu)成 的襯底、或者是其一部分具有開口部的襯底，并且，在不覆蓋所述第1半 導體芯片的所述襯底側(cè)的表面的狀態(tài)下、利用紫外線固化性絕緣樹脂形成 密封構(gòu)造。高頻模塊用半導體裝置或固體攝像元件等光學模塊用半導體裝置具有 如下優(yōu)點通過敞開第1半導體芯片的襯底側(cè)的表面(即，不由樹脂覆蓋) 形成中空部，以此來縮小高頻電路的寄生電容，改善高頻特性，或者，可 從襯底的背面?zhèn)认蛐纬捎诘?半導體芯片背面的受光面照射光。著眼于該 點，在本方式中，使用一部分設有開口的襯底(一部分為中空的襯底)或者可 透射紫外線(即，光)的透明襯底，并且避開第1半導體芯片的背面(襯底側(cè) 的表面)進行樹脂密封，形成其一部分為中空的樹脂密封體。使用紫外線固 化性絕緣樹脂作為密封材料(以及使用紫外線透射襯底)的理由在于，在樹脂
密封工序中從襯底側(cè)向至少中空部的周邊部分照射紫外線使該部分光固 化，防止樹脂流出至中空部分。
另外，在本發(fā)明的半導體裝置的其他方式中，所述襯底是由紫外線透 射性基材構(gòu)成的襯底，或者是其一部分具有開口部的襯底，并且，僅在所 述第1半導體芯片及第2半導體芯片各自與所述襯底的所述布線圖案的相 應部位連接的部分的周圍，利用紫外線固化性絕緣樹脂形成密封構(gòu)造。
將樹脂密封部位限定在第1半導體芯片及第2半導體芯片與襯底的連 接部的周邊。對于第1半導體芯片而言，可以獲得與設置中空部的上述方 式相同的效果(即，通過避免樹脂接觸改善高頻電路的頻率特性，可從襯底 側(cè)照射光，可從襯底側(cè)照射紫外線)。并且，由于樹脂也不接觸到第2半導 體芯片的側(cè)面或背面，所以不僅對于第1半導體芯片，而且對于第2半導 體芯片而言也可以改善電路的頻率特性(高頻特性)。
并且，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法包括準備所述襯底的工序， 進行通過背面研磨(back grind)使厚度減薄的加工，并且在該襯底的主面上形 成規(guī)定的布線圖案；形成立體倒裝芯片安裝構(gòu)造的工序，其以倒裝芯片安 裝方式將具有所述第i電極的第l半導體芯片以及具有所述第2電極的第2
半導體芯片分別安裝在所述襯底上，且使所述第2半導體芯片位于所述第1 半導體芯片之上。
預先使配置在下側(cè)的第1半導體芯片薄型化，并且減小第1電極的厚 度，將第1半導體芯片的位置抑制得較低，另一方面，對于第2半導體芯 片而言，與第1半導體芯片相反，增大第2電極的厚度與布線圖案部分的 厚度總和，由此可以倒裝芯片安裝方式將第2半導體芯片適當?shù)匕惭b在第1 半導體芯片上。由于未使用額外的零件，而僅使用了通常的安裝技術，所 以可獲得制造工序不會復雜化的效果。
并且，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法中，在所述工序的基礎上，還 包括在所述第1半導體芯片的所述第2半導體芯片側(cè)的表面形成屏蔽層的 工序。
通過在第1半導體芯片上預先形成屏蔽層(例如，鋁等的薄金屬層)，再 如上所述以倒裝芯片安裝方式立體地安裝第1半導體芯片及第2半導體芯 片，從而可有效地提高各芯片的抗電磁噪聲性。
并且，在本發(fā)明的半導體裝置的制造方法中，形成所述立體倒裝芯片
安裝構(gòu)造的工序包括如下的工序?qū)⑺龅?半導體芯片粘結(jié)在所述第2半導體芯片上而將兩芯片 一體化，再以倒裝芯片安裝方式將經(jīng)過一體化的所述第1半導體芯片及第2半導體芯片一并安裝在所述村底上的工序。所述半導體裝置的制造方法中，預先粘結(jié)第1芯片及第2芯片，將第1 芯片及第2芯片一體化，再以倒裝芯片安裝方式將經(jīng)過所述一體化的兩芯 片一同安裝的。由于倒裝芯片安裝工序1次即可完成，所以能夠簡化制造工序。另外，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法還包括如下的工序向以倒裝 芯片安裝方式安裝所述第1半導體芯片的區(qū)域供給薄膜狀或膏狀的絕緣性 樹脂或者各向異性導電性樹脂；向以倒裝芯片安裝方式安裝所述第2半導 體芯片的區(qū)域供給薄膜狀或膏狀的絕緣性樹脂或者各向異性導電性樹脂。通過所述方法，能夠在以倒裝芯片安裝方式安裝2塊半導體芯片的同 時完成樹脂密封，從而可高效地形成樹脂密封體。另外，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法還包括供給膏狀的絕緣性樹 脂并進行密封的工序；對所述膏狀的絕緣性樹脂進行加熱處理使其固化的 工序。由此，可以高效地形成構(gòu)造堅固的樹脂密封體，提高半導體裝置的耐 濕性或耐環(huán)境性。林外，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法還包括如下的工序供給膏狀 的絕緣性樹脂；對至少一部分所述絕緣性樹脂照射紫外線而使其固化，以 使該絕緣性樹脂不會流入到所述第1半導體芯片的與所述襯底的連接區(qū)域 的內(nèi)側(cè)；對所述絕緣性樹脂進行加熱處理并使其固化的工序。通過所述方法，可以高效地形成如下結(jié)構(gòu)的半導體裝置第1半導體 芯片僅在連接電極的周圍由樹脂密封，而功能面(驅(qū)動面)則呈暴露的狀態(tài) (即，中空狀態(tài))，另一方面，第2半導體芯片由樹脂充分密封。在進行樹脂 密封時，利用樹脂的光固化，可有效防止樹脂流出至中空部。另外，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法中，形成所述立體倒裝芯片安 裝構(gòu)造的工序包括如下的工序僅向所述第1半導體芯片的與所述襯底的 連接部供給膏狀的絕緣性樹脂或者各向異性導電性樹脂；向至少一部分所 述絕緣性樹脂照射紫外線，以使所述絕緣性樹脂不會流入到所述第1半導 體芯片的與所述襯底的連接部的內(nèi)側(cè)，同時以倒裝芯片安裝方式將所述第1
半導體芯片安裝到所述襯底上；以倒裝芯片安裝方式將所述第2半導體芯 片安裝到所述襯底上；供給膏狀的絕緣性樹脂并進行密封；對所述膏狀的 絕緣性樹脂進行加熱處理使其固化。
通過所述方法，可以高效地制造如下所述的具有堅固的樹脂密封構(gòu)造 的半導體裝置以倒裝芯片安裝方式安裝2塊半導體芯片，且第1半導體 芯片以中空狀態(tài)由樹脂密封，而第2半導體芯片則由樹脂充分密封。
另外，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法中，形成所述立體倒裝芯片安 裝構(gòu)造的工序包括如下的工序僅向所述第1半導體芯片的與所述襯底的 連接部供給膏狀的絕緣性樹脂或者各向異性導電性樹脂；向一部分所述絕 緣性樹脂照射紫外線，以使所述絕緣性樹脂不會流入到所述第1半導體芯 片的與所述襯底的連接部的內(nèi)側(cè)，同時以倒裝芯片安裝方式將所述第1半 導體芯片安裝到所述襯底上；以倒裝芯片安裝方式將所述第2半導體芯片 安裝到所述襯底上；向所述絕緣性樹脂的未固化部分照射紫外線，以使所 述絕緣性樹脂不會流入到所述第2半導體芯片的與襯底的連接部的內(nèi)側(cè)， 并且使未固化的所述絕緣性樹脂固化。
通過所述方法，利用樹脂的光固化，可防止樹脂流出至中空部，并且 可以僅對各第1半導體芯片及第2半導體芯片與襯底的連接部(連接電極) 的周圍進行樹脂密封。
根據(jù)本發(fā)明，不使用特殊的零件，而利用通常的安裝技術，即能夠以 倒裝芯片安裝方式將芯片尺寸不同的2塊半導體芯片兩者安裝在共用襯底 的主面上。
即，通過采用如下方法，即，通過第1半導體芯片的薄型化、電極的 低高度化，來抑制第1半導體芯片的支承位置的高度，另一方面，使第2 半導體芯片的電極的高度增高，且進一步根據(jù)需要也在布線圖案的相應部 位形成突起部以彌補高度不足，從而不使用特殊的零件和技術即可將第2 半導體芯片支承在第1半導體芯片的正上方。
由此，可實現(xiàn)如下所述的構(gòu)造最緊湊的立體倒裝芯片安裝構(gòu)造，即， 芯片尺寸較小的第1半導體芯片與芯片尺寸較大的第2半導體芯片完全重 疊，并且配置在第2半導體芯片的正下方。
的主面上，所以能夠使半導體裝置顯著薄型化。200680003158.8說明書第8/20頁另外，由于利用與平置于同一平面的類型的半導體安裝相同的電極材 料、電極形成技術來實現(xiàn)立體倒裝芯片安裝，所以無需特殊零件，即可適 當增加同一襯底面積上的半導體裝置的安裝數(shù)，因此，還可以降低半導體裝置的成本。另外，在第1半導體芯片的上面設置電磁屏蔽層，或者預先將第1半導體芯片及第2半導體芯片一體化，也可以一并地對所迷一體化的芯片進 行倒裝安裝，從而可實現(xiàn)半導體裝置的高性能化及制造成本的削減。并且，如果采用將各芯片一并倒裝接合的方法，則也可以獲得以下效 果，即，可在將較薄且耐應力較弱的第1半導體芯片貼附在具有規(guī)定厚度 且耐應力相對較強的半導體芯片上后， 一并地進行倒裝芯片安裝，而消除 第1半導體芯片在安裝上的限制，從而能夠利用通用性較高的安裝方法。另外，通過形成樹脂密封體，可以提高半導體裝置的耐濕性以及耐環(huán) 境性。作為樹脂密封體的方式，有對整個半導體裝置進行密封的方式、以 及僅對第1半導體芯片及第2半導體芯片的連接部周邊進行密封的方式， 在前者的方式中，可以利用樹脂來保護第1芯片及第2芯片。在后者的方 式中，可以使樹脂不接觸到第2半導體芯片，從而改善電路的高頻特性。并且，在高頻模塊用半導體裝置或固體攝像元件等光學模塊用半導體 裝置中，必須通過敞開第1半導體芯片的襯底側(cè)的表面(即，不由樹脂覆蓋) 形成中空部，從而減小高頻電路的寄生電容，改善高頻特性，或者使從襯 底的背面?zhèn)认蛐纬稍诘?半導體芯片背面的受光面照射光，考慮到該點， 本發(fā)明中，也可以適用于在樹脂密封體中設置有中空部的構(gòu)造。即，通過 采用以下技術，即，使用一部分為中空的襯底或者可透射紫外線的透明襯 底，并且使用紫外線固化性絕緣樹脂作為密封材料，在樹脂密封工序中， 從襯底側(cè)向至少中空部的周邊部分照射紫外線使該部分光固化，防止樹脂 流出至中空部分，從而可實現(xiàn)適用于高頻模塊用半導體裝置或固體攝像元 件等光學模塊的小型且薄型的半導體裝置。并且，在進行樹脂的固化時，通過并用紫外線固化與熱固化，也可以 進 一 步改善密封體的密封特性。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠以倒裝芯片安裝方式將2塊半導體芯片高效 地安裝在共用襯底上，并且，也可以根據(jù)需要形成樹脂密封體并封裝，從 而可以利用經(jīng)過筒化的制造工序來高效地制造小型、薄型且可靠性較高的
半導體裝置。
本發(fā)明的半導體裝置，以倒裝芯片安裝方式將多個半導體芯片安裝在 同一襯底面上，以低成本來實現(xiàn)高密度化、薄型化，并且制造工序也得到 筒化，因此，可以用作要求高集成化、薄型化、層疊化的半導體存儲器和
SIP(System in Package)等的半導體封裝。
另外， 一部分樹脂密封體中具有中空構(gòu)造的半導體裝置可以適用于高 頻模塊零件或固體攝像元件等光學模塊零件。
根據(jù)本發(fā)明，可確立不使用特殊零件和技術且方便的立體倒裝芯片安 裝技術。


圖1是表示本發(fā)明的半導體裝置的基本構(gòu)造的半導體裝置的剖面圖。 圖2是具有在第1半導體芯片的上面形成有電磁屏蔽層的構(gòu)造的半導 體裝置的剖面圖。
圖3是具有對襯底上的一部分布線圖案實施鍍敷以增加高度的構(gòu)造的 半導體裝置的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明的半導體裝置的其他示例(將第1半導體芯片及第2 半導體芯片 一體化的示例)的半導體裝置的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的半導體裝置的其他示例(對整體進行樹脂密封的示 例)的半導體裝置的剖面圖。
圖6(a)、 (b)是表示具有中空的樹脂密封體的半導體裝置的構(gòu)造示例的 半導體裝置的剖面圖，圖6(a)是使用了具有開口部的襯底的半導體裝置的剖 面圖，圖6(b)是使用了紫外線透射襯底的半導體裝置的剖面圖。
圖7(a)、 (b)是具有中空部且具有僅對各半導體芯片的電極周邊進行了 樹脂密封的構(gòu)造的半導體裝置的剖面圖，圖7(a)是使用了具有開口部的襯底 的半導體裝置的剖面圖，圖7(b)是使用了紫外線透射襯底的半導體裝置的剖 面圖。
圖8(a)-(c)是表示圖1的本發(fā)明的半導體裝置的制造方法的主要工序 中的裝置的剖面圖。
圖9(a) (d)是用于說明圖2所示的半導體裝置(具有設有屏蔽層的構(gòu)造 的半導體裝置)的制造方法的主要工序中的半導體裝置的剖面圖。
圖10(a) (e)是表示圖4的半導體裝置的制造方法的主要工序中的半導 體裝置的剖面圖。
圖11(a) (f)是表示圖5的半導體裝置的制造方法的主要工序中的半導
體裝置的剖面圖。
圖12(a)-(f)是用于說明圖6(a)所示的半導體裝置的制造方法的主要工 序中的半導體裝置的剖面圖。
圖13(a) (f)是用于說明圖7(a)所示的半導體裝置的制造方法的主要工 序中的半導體裝置的剖面圖。
符號說明
101:通過背面研磨進行了薄型化加工的第l半導體芯片 102:倒裝安裝用的高度低的第1電極(凸塊電極等) 103:第2半導體芯片
104:倒裝安裝用的高度高的第2電極(例如，將焊盤用金屬層與鍍敷層
組合而確保了規(guī)定高度的電極) 105:襯底(安裝襯底) 106:襯底上的布線圖案(端子電極) 107:由金屬構(gòu)成的電石茲屏蔽層
108:布線圖案上的鍍敷層(用于彌補第2電極的高度不足的金屬層) 109(1)、 109(2)、 109:密封樹脂 110:粘結(jié)劑
150、 152、 154、 156、 158、 160、 162、 164、 166:本發(fā)明的具有立體 倒裝芯片構(gòu)造的半導體裝置(SiP等) 205:具有開口部的安裝襯底 208:紫外線透射性安裝襯底
209(1)、 209(2):密封樹脂(兼具熱固化性與紫外線固化性的樹脂) A:中空部(未設有密封樹脂的部分)
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。 (實施方式1)
圖1是表示本發(fā)明的半導體裝置的基本構(gòu)造的半導體裝置的剖面圖。 如圖所示，半導體裝置150是以倒裝芯片安裝方式將2塊半導體芯片 101、 103立體;也安裝而成的。即，在第1半導體芯片(下側(cè)的半導體芯片)IOI上，形成有通過金屬鍍 敷等形成的凸塊電極(高度低的電極以下稱作第1電極)102，且該第1電 極102直接與形成在襯底105上的規(guī)定布線圖案106連接。即，第1半導 體裝置以倒裝芯片安裝方式安裝在襯底105的主面上。同樣地，在第2半導體芯片103上形成有高度高的電極104(以下稱作 第2電極)，且該第2電極104直接與形成在襯底105上的規(guī)定布線圖案106 連接。即，第2半導體芯片103也與第1半導體芯片101同樣，是以倒裝 芯片安裝方式安裝在襯底105的主面上。在所述立體倒裝芯片構(gòu)造中，完全不使用特殊零件。在此，第l半導體芯片101是硅(Si)等可薄型化的材質(zhì)的芯片，預先將 其背面研磨(back grind)至50 ~ 80 pm左右。另夕卜，第1電極102由Ni、 Au、 Cu等金屬材料構(gòu)成，高度為5 ~ 10 |am, 將其高度抑制得較低。另一方面，第2半導體芯片103是Si、 SiC、 GaAs等可進行倒裝芯片 安裝的材質(zhì)的芯片，其厚度為100-600 pm左右。另外，為了使半導體裝 置進一步薄型化，也可以對該第2半導體芯片103實施背面研磨加工。第2電極104由Ni、 Au、 Cu等金屬材料構(gòu)成，高度為90 ~ 120 pm。 在圖1中，該第2電極104的頂端呈突起狀(例如，可以通過層疊2個電極 層而形成這樣的頂端為突起狀的電極)，以確保高度。作為支承第2半導體芯片103的第2電極104，例如可以使用用于焊盤 的較厚的(高度高的)電極。以此，可以確保相當高的高度。即，有效利用與 平置于同一平面的類型的半導體安裝相同的電極材料、電極形成技術，即 可適當?shù)貙崿F(xiàn)立體倒裝芯片安裝。如上所述，由于第1半導體芯片101的厚度為50~80 nm左右，第1 電極102的高度為5~ 10 pm，所以第l半導體芯片IOI的上面的位置距離 襯底105的主面最大為90 pm左右。另一方面，由于第2電極104的高度 如上所述為90- 120 (im，所以能夠?qū)⒌?半導體芯片103保持在第1半導 體芯片101的正上方。另外，襯底(安裝襯底)105由有機材料(環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺等)或無機 材料(玻璃、陶瓷等)構(gòu)成。在利用鍍敷法形成布線時，布線圖案(端子電極)106 是通過將經(jīng)過滾軋的Cu箔或電解Cu箔作為基底并將Ni及Au鍍敷(電解或 無電解)到該基底表面上而形成的，總布線高度為30- 50 pm，用于安裝半 導體芯片101、 103的電極部的平坦度小于等于士2 pm。另外，布線圖案也 可以通過分配法來形成。當利用分配法來形成布線圖案時，則涂敷Ag、 Au、 Pd等的納米膏后煅燒成10 ~ 20 pm的厚度。
如圖2、圖3所示，圖1所示的基本安裝構(gòu)造可進行各種變形及應用。 圖2是具有在第1半導體芯片的上面形成有電磁屏蔽層的構(gòu)造的半導 體裝置的剖面圖。
如圖所示，在半導體芯片的上面設有厚度為5-10(im的Al、 Ag、 Au、 Cu等的薄箔材料或(納米)膏層作為屏蔽材料107。以此，提高第l半導體芯 片101及第2半導體芯片103的抗電磁噪聲性。并且，由于屏蔽材料107 極薄，所以不會對立體配置第2半導體芯片103造成妨礙。
圖3是具有對襯底上的一部分布線圖案實施鍍敷以增加高度的構(gòu)造的 半導體裝置的剖面圖。
當僅通過增加第2電極104的高度而無法確保充分的高度時，可對襯 底105上的一部分布線圖案實施鍍敷，利用該鍍敷部分來彌補高度不足。
如圖3所示，僅對與第2電極104連接的布線圖案106進行局部鍍敷(例 如Cu鍍敷)，使鍍敷層108的厚度為30- 50 iim左右。以此，可以以該鍍 敷層108的厚度相應地將第2半導體芯片103支承在較高的位置。因此， 即使在僅利用第2電極104而導致高度不足的情況時，也可以有效地彌補 該高度不足，從而能夠?qū)崿F(xiàn)立體倒裝芯片安裝。
另外，當利用分配法來形成布線圖案106時，用于彌補高度的電極部 分108也同樣利用分配法形成。所述電極部分108的厚度為30~50 nm左 右。
其次，說明圖l(至圖3)的半導體裝置的制造方法。
圖8(a) (c)是表示圖1的本發(fā)明的半導體裝置的制造方法的主要工序 中的裝置的剖面圖。
如圖8(a)所示，在襯底105上形成布線圖案106(金屬的蒸鍍以及圖案 化)。此時，根據(jù)需要，通過局部鍍敷和分配在布線圖案106上形成端子電 極108(圖3)。
接著，如圖8(b)所示，形成第1電極102，并且，通過應力變形較小的 低溫、低負荷法，以倒裝芯片安裝方式將背面研磨至50 pm厚度的第l半 導體芯片101安裝到襯底105上(例如，常溫低負荷超聲波接合或電極表面 等離子體處理后的真空常溫接合等)。
再接著，如圖8(c)所示，通過超聲波接合或金屬接合法，以倒裝芯片安 裝方式將形成有第2電極104的第2半導體芯片103安裝到襯底105上。
圖9(a) (d)是用于說明圖2所示的半導體裝置(具有設有屏蔽層的構(gòu)造 的半導體裝置)的制造方法的主要工序中的半導體裝置的剖面圖。
圖9(a)、 (b)、 (d)分別對應于圖8(a)、 (b)、 (c)。圖9所示的制造方法的 特征性工序是圖9(c)的工序。即，在圖9(c)的工序中，在進行了倒裝芯片安 裝的第1半導體芯片101上形成有電磁屏蔽層107。
另外，可考慮對本發(fā)明進行各種變形，例如，也可以將第2半導體芯 片101背面研磨得較薄，以促進半導體裝置的薄型化。另外，也可以將第3 半導體芯片以倒裝芯片安裝方式安裝到同一襯底面上，以進一步提高安裝 密度。并且，還可以在第2半導體芯片的下面配置多個半導體芯片或面安 裝零件，以實現(xiàn)高密度安裝。
C實施方式2)
圖4是表示本發(fā)明的半導體裝置的其他示例(將第1半導體芯片及第2 半導體芯片一體化的示例)的半導體裝置的剖面圖。在圖4中，在與前文所 述的圖示共同的部分上標注了相同的參照符號，并省略對共同部分的說明。 這一點在以下圖示中同樣適用。
在前文所述的實施方式中，是分別對2塊半導體芯片進行倒裝芯片安 裝的，而在本實施方式中，則首先粘結(jié)2塊半導體芯片(101、 103),接著以 倒裝芯片安裝方式將一體化的半導體芯片一并安裝到襯底105上。
即，在前文所述的實施方式中，第1半導體芯片101與第2半導體芯 片103是未接觸或者未緊密貼合的狀態(tài)，而在本實施方式中，第1半導體 芯片101的上表面與第2半導體芯片103的下表面通過粘結(jié)劑110固定。
該粘結(jié)劑107為高耐熱(玻璃轉(zhuǎn)變溫度為120- 180。C)的環(huán)氧樹脂、聚酰 亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、硅樹脂等，較理想的是不含卣素、有機磷酸等腐 蝕誘發(fā)成分。并且，粘結(jié)劑107的固化溫度為100~200°C。
其次，說明該半導體裝置的制造方法。
圖IO是表示圖4的半導體裝置的制造方法的主要工序中的半導體裝置 的剖面圖。
首先，如圖10(a)所示，準備第2半導體芯片103。
接著，如圖10(b)所示，以不覆蓋第2半導體芯片103上的電極形成區(qū) 域的方式供給粘結(jié)劑110。
然后，如圖10(c)所示，將第l半導體芯片101粘結(jié)(die bonding,芯片 接合)在第2半導體芯片103上。在第1半導體芯片101上，形成有第1電 極(凸塊電極)102，并且第1半導體芯片的厚度被背面研磨至50 |im。
再接著，如圖10(d)所示，在第2半導體芯片上形成第2電極(高度高的 電極)104。此時較理想的是，第1電極102與第2電極104距離第2半導體 芯片103的背面的高度偏差小于等于士2)im。另外，在此也可以附加縮小電 極高度偏差的校平工序。
最后，如圖10(e)所示，通過超聲波接合或金屬接合法，以倒裝芯片安 裝方式將經(jīng)過一體化的半導體芯片101及半導體芯片103 —并地安裝到形 成有布線圖案(端子電才及)106的襯底105上。
這樣，通過在將耐應力較弱且較薄的第1半導體芯片101貼附在耐應 力相對較強且較厚的半導體芯片103上后， 一并地進行倒裝芯片安裝，消 除第1半導體芯片在安裝上的限制，從而能夠利用通用性較高的安裝方法。
另外，在之前的說明中，是分別形成各半導體芯片(101、 103)的第1電 極及第2電極(102、 104)的，但也可以在最先對各芯片(101、 103)進行芯片 接合后，利用鍍敷掩膜，對兩芯片(IOI、 103)—并地形成鍍敷電極(102、 104)。 以此可以縮小電極高度的偏差。
(實施方式3)
圖5是表示本發(fā)明的半導體裝置的其他示例(對整個半導體裝置進行了 樹脂密封的示例)的半導體裝置的剖面圖。
在本實施方式中，通過對棵片(IOI、 103)進行樹脂密封形成封裝構(gòu)造， 從而提高半導體裝置的耐水性或耐環(huán)境性。如圖5所示，在本實施形態(tài)的 半導體裝置158上設置有用于密封整個半導體裝置的樹脂密封體109(其他 構(gòu)造與圖1相同)。
密封樹脂109由高耐熱(玻璃轉(zhuǎn)化溫度為120~ 180。C)的環(huán)氧樹脂、聚酰 亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、硅樹脂等構(gòu)成，較理想的是不含卣素、有機磷酸
等腐蝕誘發(fā)成分。并且，密封樹脂109的固化溫度為00~200°C。 其次，對該半導體裝置的制造方法進行說明。
圖11(a)-(f)是表示圖5的半導體裝置的制造方法的主要工序中的裝置 的剖面圖。
首先，如圖ll(a)所示，在襯底105上形成布線圖案(端子電極)106。 接著，如圖ll(b)所示，對村底105的第1半導體芯片101的安裝區(qū)域
供給不會妨礙到倒裝芯片安裝的絕緣性粘結(jié)薄膜(NCF)109(1)。另外，參照
符號109(1)的(1)表示最初部分地供給的樹脂。
另外，絕緣性粘結(jié)薄膜109(1)也可以是各向異性導電性薄膜(ACF)或膏
體(NCP或ACP)。
然后，如圖ll(c)所示，以倒裝芯片安裝方式將形成有第1電極102的 第l半導體芯片101安裝到襯底105上。該安裝是利用熱壓結(jié)合法，在150~ 220。C下加熱5-20秒鐘進行的。
再接著，如圖ll(d)所示，對安裝第2半導體芯片103的區(qū)域供給同樣 的絕緣性粘結(jié)薄膜109(2)。
最后，如圖ll(e)所示，同樣利用熱壓結(jié)合方式，以倒裝芯片安裝方式 將形成有第2電極104的第2半導體芯片103安裝到襯底105上。
通過所述方式，形成如圖ll(f)所示的對整體進行了樹脂密封的半導體 裝置。
另外，在圖ll(e)、圖ll(f)中，對整個樹脂密封體標注了 109這一參照 符號(即，109(1)與109(2)合起來為109)。
另外，在所述方法中，是首先對襯底側(cè)供給密封樹脂，再利用熱壓結(jié) 合方式進行倒裝芯片安裝的，然而也可以從側(cè)面利用毛細管滲流現(xiàn)象，4吏 底部填充密封樹脂膏流入到第1實施形態(tài)和第2實施形態(tài)中進行了倒裝芯 片安裝的半導體芯片。
另外，較理想的是，密封樹脂膏的粘度為1 30Pa's。并且，為了實現(xiàn) 高可靠性，較理想的是含有20 50wt。/。的小于1 iLim至10pm的二氧化硅粉 末。此時，可以進行一并樹脂密封，具有與熱壓結(jié)合方法相比可簡化工序 的優(yōu)點。
(實施方式4)
在本實施方式中，采用了在一部分樹脂密封體中設置有中空部的構(gòu)造，
使得也能夠從安裝襯底105側(cè)照射光。
即，在高頻模塊用半導體裝置或固體攝像元件等光學模塊用半導體裝
置中，必須通過敞開第1半導體芯片101的襯底105側(cè)的表面(即，不由樹
脂覆蓋)形成中空部，從而縮小高頻電路的寄生電容，改善高頻特性，或者 使得能夠從襯底的背面?zhèn)认蛐纬稍诘?半導體芯片背面的受光面照射光， 考慮到該點，在本實施方式中采用了在樹脂密封體中設置有中空部的構(gòu)造。
圖6(a)、 (b)是表示具有中空的樹脂密封體的半導體裝置的構(gòu)造示例的 半導體裝置的剖面圖，圖6(a)是使用了具有開口部的村底的示例，圖6(b) 是使用了紫外線透射襯底的示例。
如圖6(a)、 (b)所示，在實施方式的半導體裝置(160、 162)中、在一部分 樹脂密封體109中形成有中空部(A)。由此，使第1半導體芯片101的功能 面(驅(qū)動面)露出，從而能夠從具有開口部的襯底205(或者，紫外線透射襯底 208)照射光。
但是，在形成具有中空部的樹脂密封體時，會產(chǎn)生樹脂密封材料容易 流出到欲形成中空的區(qū)域(中空部A)的問題。
因此，在本發(fā)明中，為了提高所述中空安裝的樹脂密封區(qū)域的精度， 使用已賦予了紫外線固化性的密封樹脂109。即，為了進一步向熱固化型樹 脂附加紫外線固化性，而在該密封樹脂成分中預先添加陽離子聚合類固化 樹脂催化劑。
接著，在安裝第1半導體101時，從具有開口部的襯底205或紫外線 透射襯底208的下面?zhèn)日丈渥贤饩€，在該紫外線照射下實施倒裝芯片安裝。 通過所述紫外線照射，使密封樹脂109的中空部的周邊光固化，使該部分 發(fā)揮屏障的作用而有效地防止多余樹脂的流出。
即，通過適當采用如下所述的技術，即，使用一部分為中空的襯底或 者可透射紫外線的透明襯底，并且使用紫外線固化性絕緣樹脂作為密封材 料，在樹脂密封工序中，從襯底側(cè)向至少中空部的周邊部分照射紫外線使 該部分光固化，以防止樹脂流出至中空部分，從而可實現(xiàn)適用于高頻^^塊 用半導體裝置或固體攝像元件等光學模塊的小型且薄型的半導體裝置。
其次，說明圖6(a)所示的半導體裝置的制造方法。
圖12(a)-(f)是用于說明圖6(a)所示的半導體裝置的制造方法的主要工 序中的半導體裝置的剖面圖。
首先，如圖12(a)所示，在設置有開口部A的襯底205上形成規(guī)定的布 線圖案106。
接著，如圖12(b)所示，向襯底205上的第l半導體芯片101的連接電 極部周邊供給已賦予了紫外線固化性的樹脂209(1)。
然后，如圖12(c)所示，將形成有電極102的第l半導體芯片IOI對準(定 位)并倒裝接合在襯底205上。此時，為了防止樹脂209(1)從襯底205的開 口部A流出，從襯底205的開口部A照射高壓汞燈、金屬卣素燈、鎵燈等 的具有主波長的紫外線。
以此，使照射到紫外線的部分的樹脂固化，從而防止樹脂流出至開口 部A。通過所述方式，第1半導體芯片101以中空且密封的狀態(tài)進行了倒 裝芯片安裝。
以下，經(jīng)過圖12(d)、圖12(e)的工序，完成如圖12(f)所示的具備具有 中空構(gòu)造的樹脂密封封裝的半導體裝置160。圖12(d)、圖12(e)的工序(第2 半導體芯片103的安裝工序)與圖ll(d)、圖ll(e)相同，因而省略說明。
當使用圖6(b)所示的紫外線透射襯底(208)來形成具有中空構(gòu)造的樹脂 密封封裝時，可以經(jīng)過相同的工序來形成。但是，此時是在使遮光掩膜抵 接至襯底208下表面的狀態(tài)下實施紫外線照射，以使得紫外線僅照射到要 形成中空的區(qū)域。
(實施方式5)
在本實施方式中，使第1半導體芯片為中空且由樹脂密封(這點與實施 方式4相同)，另外使第2半導體芯片為僅電極周邊由樹脂密封的結(jié)構(gòu)。
圖7(a)、 (b)是具備具有中空部且僅各半導體芯片的電極周邊由樹脂密 封的構(gòu)造的半導體裝置的剖面圖，圖7(a)是使用了具有開口部的襯底的示 例，圖7(b)是使用了紫外線透射襯底的示例。
在實施方式4中，對2塊半導體芯片中的第1半導體芯片101在中空 安裝狀態(tài)下進行了樹脂密封，而對第2半導體芯片103的整個芯片下表面 進行了樹脂密封，但在本實施方式中，在中空安裝狀態(tài)下也對第2半導體 芯片103進行了樹脂密封(即，實施部分樹脂密封)。
作為密封2塊半導體芯片101、 103的連接電極周邊的樹脂(圖7(a)、 (b) 中的參照符號209(1)、 209(2))，可以使用所述賦予了紫外線固化性的密封樹 脂。
其次，說明該半導體裝置的制造方法。
首先，圖D(a)-(f)是用于說明圖7(a)所示的半導體裝置的制造方法的 主要工序中的半導體裝置的剖面圖。
圖13(a)—圖13(c)與圖12(a) ~圖12(c)相同。即，在具有開口部A的襯 底205上形成布線圖案106，并部分地供給密封樹脂209(1)，接著，對第1 半導體芯片101實施倒裝芯片安裝。
然后，如圖13(d)所示，僅對第2半導體芯片103的電極連接部供給密 封樹脂209(2)。
再接著，如圖13(e)所示，以倒裝芯片安裝方式安裝第2半導體芯片103。 此時，從襯底205側(cè)以及半導體裝置的側(cè)面照射紫外線。以此使樹脂209(1)、 209(2)均固化，從而對第1半導體芯片及第2半導體芯片(01、 103)均實現(xiàn)
中空安裝。
另夕卜，使用圖7(b)的紫外線透射性襯底208的裝置也可以經(jīng)過同樣的制 造工序形成。其中，紫外線照射是在使遮光掩膜抵接到紫外線透射性襯底 208的下表面的狀態(tài)下進行的。
這樣，使用兼具熱固化性與光固化性的樹脂，并利用紫外線照射使中 空部周邊的樹脂局部固化，以此可防止樹脂流出至中空部，還可以容易地 實現(xiàn)僅對電極周邊進行點狀樹脂密封的方式。
如以上所說明，根據(jù)本發(fā)明，不使用特殊的零件，而利用通常的安裝 技術，即能夠以倒裝芯片安裝方式將芯片尺寸不同的2塊半導體芯片兩者 安裝到共用襯底的主面上。
即，通過采用如下所述方法，即，通過第1半導體芯片的薄型化、電 極的低高度化，來抑制第1半導體芯片的支承位置的高度，另一方面，使 第2半導體芯片的電極高度增高，并進一步根據(jù)需要在布線圖案的相應部 位也形成突起部，以彌補高度不足，從而不使用特殊零件和技術，即可將 第2半導體芯片支承在第l半導體芯片的正上方。
以此，實現(xiàn)如下所述的構(gòu)造最緊湊的立體倒裝芯片安裝構(gòu)造，即，將 芯片尺寸較小的第1半導體芯片與芯片尺寸較大的第2半導體芯片完全重 疊，并配置在第2半導體芯片正下方。
由于第1半導體芯片與第2半導體芯片均以倒裝芯片安裝方式安裝在 共用襯底的主面上，所以能夠使半導體裝置顯著薄型化。
并且，由于是利用與平置于同一平面的類型的半導體安裝相同的電極 材料、電極形成技術來實現(xiàn)立體倒裝芯片安裝的，所以無需特殊的零件， 即可適當增加同一襯底面積上的半導體裝置的安裝數(shù)，因此，也可以降低 半導體裝置的成本。
并且，也可以在第1半導體芯片的上面設置電磁屏蔽層，或者預先將 第1半導體芯片及第2半導體芯片一體化，并將所述一體化的芯片一并地 進行倒裝安裝，從而可以實現(xiàn)半導體裝置的高性能化及制造成本的削減。
另外，如果采用將各芯片一并地倒裝接合的方法，則也可以獲得以下 效果，即，可在將較薄且耐應力較弱的第1半導體芯片貼附在具有規(guī)定厚 度且耐應力相對較強的半導體芯片上后， 一并地進行倒裝芯片安裝，而消 除第1半導體芯片在安裝上的限制，從而能夠利用通用性較高的安裝方法。
另外，通過形成樹脂密封體，可以提高半導體裝置的耐濕性以及耐環(huán) 境性。作為樹脂密封體的方式，有對整個半導體裝置進行密封的方式、以
及僅對第1半導體芯片及第2半導體芯片的連接部周邊進行密封的方式， 在前者的方式中，可以利用樹脂來保護第1芯片及第2芯片。在后者的方 式中，可以使樹脂不會接觸到第2半導體芯片，從而改善電路的高頻特性。
并且，在高頻模塊用半導體裝置或固體攝像元件等光學模塊用半導體 裝置中，必須通過敞開第1半導體芯片的襯底側(cè)的表面(即，不由樹脂覆蓋) 形成中空部，從而減小高頻電路的寄生電容，改善高頻特性，或者使得能 夠從襯底的背面?zhèn)认蛐纬稍诘?半導體芯片背面的受光面照射光，考慮到 該點，本發(fā)明中，也可以適用在樹脂密封體中設置有中空部的構(gòu)造。即， 通過采用以下技術，即，使用一部分為中空的襯底或者可透射紫外線的透 明襯底，并且使用紫外線固化性絕緣樹脂作為密封材料，在樹脂密封工序 中，從襯底側(cè)向至少中空部的周邊部分照射紫外線而使該部分光固化，防 止樹脂流出至中空部分，從而可實現(xiàn)適用于高頻模塊用半導體裝置或固體 攝像元件等的光學模塊的小型且薄型的半導體裝置。
并且，在進行樹脂的固化時，通過并用紫外線固化與熱固化，也可以 進一 步改善密封體的密封特性。
并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠以倒裝芯片安裝方式將2塊半導體芯片高效 地安裝在共用襯底上，另外，也可以根據(jù)需要形成樹脂密封體并封裝，從 而可以利用經(jīng)過簡化的制造工序來高效地制造小型、薄型且可靠性較高的
半導體裝置。
本發(fā)明的半導體裝置，是以倒裝芯片安裝方式將多個半導體芯片安裝 在同一襯底面上，以低成本來實現(xiàn)高密度化、薄型化，并且制造工序也得 到簡化，因此，可以用作要求高集成化、薄型化、層疊化的半導體存儲器
或SIP(System in Package:系統(tǒng)封裝)等的半導體安裝。
另外， 一部分樹脂密封體中具有中空構(gòu)造的半導體裝置可以適用于高 頻模塊零件或固體攝像元件等光學模塊零件。
根據(jù)本發(fā)明，可以確立不使用特殊零件或技術且使用方便的立體倒裝 芯片安裝技術。
以上參照了特定的實施方式對本發(fā)明進行了詳細說明，但對于本領域 技術人員而言可明確的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可進行 各種變更和修正。本申請案是基于2005年1月25日提出的申請?zhí)枮?2005-016818的日本專利申請案，并將其內(nèi)容作為參照？ 1入本申請案中。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明是以倒裝芯片安裝方式將多個半導體芯片安裝在同 一襯底面 上，從而發(fā)揮能夠以低成本來實現(xiàn)高密度且薄型的半導體裝置的效果，因 此可以用作半導體存儲器或SIP(System in Package)用的半導體裝置，并且， 在一部分樹脂密封體中具有中空構(gòu)造的半導體裝置，可以用作高頻模塊零 件或固體攝像元件等光學模塊零件用的半導體裝置。
權利要求
1.半導體裝置，其特征在于，包括在主面上形成有規(guī)定的布線圖案的襯底；第1半導體芯片，其具備用于與所述襯底的所述布線圖案連接的第1電極，通過將所述第1電極直接連接至所述布線圖案的相應部位而進行倒裝芯片安裝；第2半導體芯片，其縱橫長度均大于所述第1半導體芯片且具備用于與所述布線圖案連接的第2電極，通過將所述第2電極直接連接至所述布線圖案的相應部位而進行倒裝芯片安裝，并且，所述第2電極的厚度以及與所述第2電極連接的所述布線圖案的相應部位的厚度總和超過所述第1半導體芯片的厚度、所述第1電極的厚度以及與所述第1電極連接的所述規(guī)定部位的布線圖案的厚度總和，所述第2半導體芯片位于所述第1半導體芯片之上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，在所述第1半導體芯片的靠所述第2半導體芯片側(cè)的表面上形成有屏蔽層。
3. 根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述第1半導體芯片的所述第1電極是高度較低的金屬電極，所述第2 半導體芯片的所述第2電極是由用于焊盤的較厚的金屬層所構(gòu)成的高度較 高的電極。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 在連接有所述第2半導體芯片的所述第2電極的所述布線圖案的相應部位，形成有通過金屬鍍敷而形成的突起狀部分。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 第1半導體芯片通過絕緣性樹脂粘結(jié)在第2半導體芯片上。
6. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 所述襯底與所述第2半導體芯片之間利用熱固性絕緣樹脂來密封。
7. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 所述襯底與所述第2半導體芯片之間利用熱塑性絕緣樹脂來密封。
8. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 所述襯底是由紫外線透射性基材構(gòu)成的襯底、或者是其一部分具有開 口部的襯底，并且，在不覆蓋所述第1半導體芯片的所述襯底側(cè)表面的狀 態(tài)下、利用紫外線固化性絕緣樹脂形成密封構(gòu)造。
9. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 所述襯底是由紫外線透射性基材構(gòu)成的襯底、或者是其一部分具有開口部的襯底，并且，僅在所述第1半導體芯片及第2半導體芯片各自與所 述襯底的所述布線圖案的相應部位連接的部分的周圍，利用紫外線固化性 絕緣樹脂形成密封構(gòu)造。
10. —種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求1、 3或4中任一 項所述的半導體裝置，其特征在于，包括準備所述襯底的工序，進行通過背面研磨而使厚度減薄的加工，并且 在所述襯底的主面上形成規(guī)定的布線圖案；形成立體倒裝芯片安裝構(gòu)造的工序，將具有所述第1電極的第1半導 體芯片以及具有所述第2電極的第2半導體芯片分別在所述襯底上進行倒 裝芯片安裝，且使所述第2半導體芯片位于所述第l半導體芯片之上。
11. 一種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求2所述的半導體 裝置，其特征在于，在權利要求10所述的工序的基礎上，還包括在所述第1半導體芯片的 靠所述第2半導體芯片側(cè)的表面形成屏蔽層的工序。
12. —種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求5所述的半導體 裝置，其特征在于，權利要求IO所述的形成所述立體倒裝芯片安裝構(gòu)造的工序包括將所 述第1半導體芯片粘結(jié)在所述第2半導體芯片上而使兩芯片一體化，并將 經(jīng)過所述一體化的所述第1半導體芯片及第2半導體芯片一同在所述襯底 上進行倒裝芯片安裝的工序。
13. —種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求6或7所述的半 導體裝置，其特征在于，在權利要求IO所述的工序的基礎上，還包括如下的工序 向倒裝芯片安裝有所述第1半導體芯片的區(qū)域供給薄膜狀或膏狀的絕 緣性樹脂或者各向異性導電性樹脂；向倒裝芯片安裝有所述第2半導體芯片的區(qū)域供給薄膜狀或膏狀的絕 緣性樹脂或者各向異性導電性樹脂。
14. 一種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求6或7所述的半 導體裝置，其特征在于，在權利要求IO所述的工序的基礎上，還包括如下的工序供給膏狀的絕緣性樹脂并進行密封；對所述膏狀的絕緣性樹脂進行加熱處理并使其固化。
15. —種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求8所述的半導體 裝置，其特征在于，在權利要求IO所述的工序的基礎上，還包括如下的工序 供給膏狀的絕緣性樹脂；對至少一部分所述絕緣性樹脂照射紫外線并使其固化，以使所述絕緣 性樹脂不會流入到所述第1半導體芯片的與所述襯底連接的區(qū)域的內(nèi)側(cè)； 對所述絕緣性樹脂進行加熱處理并使其固化的。
16. —種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求8所述的半導體 裝置，其特征在于，工序僅向所述第1半導體芯片的與所述襯底的連接部供給膏狀的絕緣性樹 脂或者各向異性導電性樹脂；向至少一部分所述絕緣性樹脂照射紫外線，使所述絕緣性樹脂不會流 入到所述第1半導體芯片的與所述襯底的連接部的內(nèi)側(cè)，同時將所述第1 半導體芯片在所述襯底上進行倒裝芯片安裝；將所述第2半導體芯片在所述襯底上進行倒裝芯片安裝；供給膏狀的絕緣性樹脂并進行密封；對所述膏狀的絕緣性樹脂進行加熱處理并使其固化。
17. —種半導體裝置的制造方法，其用于制造權利要求9所述的半導體 裝置，其特征在于，權利要求IO所述的形成所述立體倒裝芯片安裝構(gòu)造的工序包括如下的 工序僅向所述第1半導體芯片的與所述襯底的連接部供給膏狀的絕緣性樹 脂或者各向異性導電性樹脂；向一部分所述絕緣性樹脂照射紫外線，使所述絕緣性樹脂不會流入到 所述第1半導體芯片的與所述襯底的連接部的內(nèi)側(cè)，同時將所述第1半導體芯片在所述襯底上進行倒裝芯片安裝；將所述第2半導體芯片在所述襯底上進行倒裝芯片安裝；向所述絕緣性樹脂的未固化部分照射紫外線、使所述絕緣性樹脂不會流入到所述第2半導體芯片的與襯底的連接部的內(nèi)側(cè)、并且使未固化的所述絕緣性樹脂固化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體裝置及其制造方法，其目的在于，當將多個半導體芯片立體地配置時，與現(xiàn)有方法相比可以抑制厚度，減少專用面積，并且不使用其他零件即可實現(xiàn)低成本的安裝，且能夠?qū)崿F(xiàn)所述半導體裝置的制造工序的簡化。經(jīng)由凸塊電極(102)將通過背面研磨而被薄型化的第1半導體芯片(101)及襯底(105)直接與布線圖案(106)連接，從而形成倒裝芯片安裝構(gòu)造。并且，在第2半導體芯片(103)上，預先形成例如比第1半導體芯片(101)的厚度與電極(102)的高度之和還高的電極(104)，將該電極(104)與襯底(105)上的布線圖案(106)直接連接，以此獲得構(gòu)造最緊湊的立體半導體安裝裝置。
文檔編號H01L25/07GK101107710SQ200680003158
公開日2008年1月16日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權日2005年1月25日
發(fā)明者冨士原義人, 川端理仁 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社