JP5413371B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に多層配線構造を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a multilayer wiring structure.
近年、電子機器の急激な小型化および薄型化の要求に伴い、半導体装置において特に薄型化と高密度化が求められている。また、電子機器の高性能化の要求に伴い、半導体素子の高速化、高機能化に従って、半導体装置における端子数の増加が必要となってきている。 In recent years, with the rapid demand for miniaturization and thinning of electronic devices, there has been a demand for thinning and high density especially in semiconductor devices. In addition, with the demand for higher performance of electronic devices, it is necessary to increase the number of terminals in a semiconductor device as the speed and functionality of semiconductor elements increase.
従来、半導体装置の薄型化と高密度化に対して、WLP(Wafer Level Package)技術が用いられてきている。しかし、WLP技術は、半導体装置の片面側にのみ配線層を設けるものであるため、コストや反りの面から、より一層の端子ピッチの拡張や、薄型化、高密度化が困難となってきている。 Conventionally, WLP (Wafer Level Package) technology has been used to reduce the thickness and increase the density of semiconductor devices. However, since the WLP technology provides a wiring layer only on one side of a semiconductor device, it is difficult to further expand the terminal pitch, to reduce the thickness, and to increase the density in terms of cost and warpage. Yes.
一方、半導体装置の両面側を利用する技術が検討されている。 On the other hand, a technique using both sides of a semiconductor device has been studied.
特開2004−274035号公報(特許文献1)には、一対の配線基板間の絶縁層内部に、トランジスタやコンデンサ等の電子部品を埋設し、基板間で配線を接続するビアを設けた構造をもつ電子部品内蔵モジュールが開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-274035 (Patent Document 1) has a structure in which an electronic component such as a transistor or a capacitor is embedded in an insulating layer between a pair of wiring boards, and vias are provided to connect wirings between the boards. An electronic component built-in module is disclosed.
特開2007−096030号公報(特許文献2)及び特開2008−103387号公報(特許文献3)には、CSP(Chip Size Package)技術による半導体装置が開示されている。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-096030 (Patent Document 2) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-103387 (Patent Document 3) disclose semiconductor devices based on CSP (Chip Size Package) technology.
特許文献2に記載の半導体装置は、基板表面に形成された電子回路と、この電子回路に接続され基板表面に形成されたパッド電極と、半導体基板を貫通するビアホールと、このビアホールを通して前記パッド電極に接続する基板裏面上の配線層とを有し、この配線層に電気的に接続するように基板裏面上にボール状導電端子が設けられている。そして、これらのビアホール、パッド電極および配線層は、基板平面において、電子回路の形成領域の外側に配置されている。 A semiconductor device described in Patent Document 2 includes an electronic circuit formed on a substrate surface, a pad electrode connected to the electronic circuit and formed on the substrate surface, a via hole penetrating the semiconductor substrate, and the pad electrode through the via hole. A wiring layer on the back surface of the substrate connected to the substrate, and ball-shaped conductive terminals are provided on the back surface of the substrate so as to be electrically connected to the wiring layer. These via holes, pad electrodes, and wiring layers are arranged outside the formation area of the electronic circuit on the substrate plane.
特許文献3に記載の半導体装置は、基板表面に形成された回路部と、この回路部に接続され基板表面に形成された表面配線と、半導体基板を貫通するビアホールと、このビアホールを通して前記表面配線に接続する基板裏面上の裏面配線とを有し、この裏面配線に電気的に接続するように基板裏面上に外部接続用バンプが設けられている。そして、これらのビアホールおよび裏面配線は、基板平面において、回路部の形成領域の外側に配置されている。 The semiconductor device described in Patent Document 3 includes a circuit unit formed on a substrate surface, a surface wiring connected to the circuit unit and formed on the substrate surface, a via hole penetrating the semiconductor substrate, and the surface wiring through the via hole. And external connection bumps are provided on the back surface of the substrate so as to be electrically connected to the back surface wiring. These via holes and backside wiring are arranged outside the circuit portion formation region on the substrate plane.
しかしながら、上述の特許文献に記載の技術には、以下に示すような問題点がある。 However, the techniques described in the above-mentioned patent documents have the following problems.
特許文献1に記載の技術においては、半導体素子が形成されたウエハに直接配線層を形成する技術と比較して、埋設される電子部品と配線基板との接続点の微細化、高密度化が困難であり、電子部品に含まれる半導体素子の機能に制限が発生する。また、電子部品と配線基板に用いられる材料との熱膨張係数差が大きいため、薄型化によって、電子部品が埋設されている部分と埋設されていない部分との間において反りの方向と量が異なる反りが発生する。 In the technique described in Patent Document 1, the connection points between the embedded electronic component and the wiring board are made finer and higher in density than the technique of directly forming the wiring layer on the wafer on which the semiconductor element is formed. It is difficult and the function of the semiconductor element included in the electronic component is limited. Moreover, since the difference in thermal expansion coefficient between the electronic component and the material used for the wiring board is large, the direction and amount of warpage differ between the portion where the electronic component is embedded and the portion where it is not embedded due to the thinning. Warping occurs.
特許文献2及び3に記載の技術においては、半導体装置の表側と裏側との間で絶縁層や保護層の膜厚差や形成の有無があるため、半導体装置の表面側と裏面側との間で応力に偏りが生じ、反りが発生してしまう。特に、薄型化を達成するために半導体基板を薄くすると、応力の偏りによる反りが大きくなる。また、反り矯正と表面保護の目的で支持体を片面側に設けると、実効的な配線収容率が低くなってしまう。 In the techniques described in Patent Documents 2 and 3, since there is a difference in thickness or formation of an insulating layer or a protective layer between the front side and the back side of the semiconductor device, there is a gap between the front side and the back side of the semiconductor device. Therefore, stress is biased and warping occurs. In particular, when a semiconductor substrate is thinned in order to achieve a reduction in thickness, warping due to stress bias increases. Further, if the support is provided on one side for the purpose of warpage correction and surface protection, the effective wiring accommodation rate is lowered.
本発明の目的は、上述の課題を解決するためになされたものであり、高密度な半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is to provide a high-density semiconductor device.
本発明によれば、素子を含む基板と、
第1絶縁層、及び前記素子に電気的に接続された第1配線を含み、前記基板の片面に設けられた第1構造層と、
第1絶縁層、及び前記第1配線と電気的に接続された第2配線を含み、前記第1構造層上に積層された、前記第1構造層よりも厚い第2構造層と、
第3絶縁層および第3配線を含み、前記基板の前記第1構造層が設けられた面の反対面に設けられた第3構造層とを有する半導体装置が提供される。According to the present invention, a substrate including an element;
A first insulating layer and a first structure layer provided on one side of the substrate, including a first wiring electrically connected to the element;
A second structural layer including a first insulating layer and a second wiring electrically connected to the first wiring, the second structural layer being stacked on the first structural layer and being thicker than the first structural layer;
A semiconductor device including a third insulating layer and a third wiring and having a third structural layer provided on a surface opposite to the surface on which the first structural layer of the substrate is provided is provided.
また本発明によれば、前記第1構造層が、前記第1絶縁層と前記第1配線が交互に積層された多層配線構造を有し、前記第2構造層が、前記第2絶縁層と前記第2配線が交互に積層された多層配線構造を有し、前記第3構造層が、前記第3絶縁層と前記第3配線が交互に積層された多層配線構造を有する、上記の半導体装置が提供される。 According to the invention, the first structural layer has a multilayer wiring structure in which the first insulating layer and the first wiring are alternately stacked, and the second structural layer includes the second insulating layer and the second insulating layer. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a multilayer wiring structure in which the second wirings are alternately stacked, and the third structure layer has a multilayer wiring structure in which the third insulating layers and the third wirings are alternately stacked. Is provided.
また本発明によれば、前記第2配線が、前記第1配線より厚い、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any one of the above semiconductor devices, wherein the second wiring is thicker than the first wiring.
また本発明によれば、前記第2絶縁層が、前記第1絶縁層より厚い、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any one of the above semiconductor devices, wherein the second insulating layer is thicker than the first insulating layer.
また本発明によれば、前記第3配線が、前記第1配線より厚い、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any one of the above semiconductor devices, wherein the third wiring is thicker than the first wiring.
また本発明によれば、前記第3絶縁層が、前記第1絶縁層より厚い、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any one of the above semiconductor devices, wherein the third insulating layer is thicker than the first insulating layer.
また本発明によれば、前記第2構造層において、前記第1構造層内の複数の電源系配線をまとめて端子数が低減するように電源系配線が形成されている、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 According to the invention, in the second structural layer, the power supply system wiring is formed so that the number of terminals is reduced by combining a plurality of power supply system wirings in the first structure layer. A semiconductor device is provided.
また本発明によれば、前記第2構造層において、前記第1構造層内の複数のグランド系配線をまとめて端子数が低減するようにグランド系配線が形成されている、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 According to the invention, in the second structural layer, the ground wiring is formed so as to reduce the number of terminals by combining a plurality of ground wirings in the first structural layer. A semiconductor device is provided.
また本発明によれば、前記基板を貫通し、前記第1配線または前記第2配線と前記第3配線とを電気的に接続する、貫通ビアを有する、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any one of the above semiconductor devices having a through via that penetrates the substrate and electrically connects the first wiring or the second wiring to the third wiring. The
また本発明によれば、前記第3構造層において、前記第1構造層内の複数の電源系配線をまとめて端子数が低減するように電源系配線が形成されている、上記の半導体装置が提供される。 According to the present invention, there is provided the above semiconductor device, wherein in the third structure layer, the power supply system wiring is formed so as to reduce the number of terminals by combining a plurality of power supply system wirings in the first structure layer. Provided.
また本発明によれば、前記第3構造層において、前記第1構造層内の複数のグランド系配線をまとめて端子数が低減するようにグランド系配線が形成されている、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 According to the invention, in the third structure layer, the ground wiring is formed so that the number of terminals is reduced by combining a plurality of ground wirings in the first structural layer. A semiconductor device is provided.
また本発明によれば、前記第2構造層の前記第2配線の層数と前記第3構造層の前記第3配線の層数とが同じである、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 Furthermore, according to the present invention, there is provided any one of the above semiconductor devices, wherein the number of the second wirings in the second structural layer is the same as the number of the third wirings in the third structural layer. The
また本発明によれば、前記第2構造層の前記第2絶縁層の層数と前記第3構造層の前記第3絶縁層の層数とが同じである、上記のいずれかの半導体装置が提供される。 According to the invention, there is provided the semiconductor device according to any one of the above, wherein the number of the second insulating layers of the second structural layer is the same as the number of the third insulating layers of the third structural layer. Provided.
また本発明によれば、上記のいずれかの同種または異種の複数の半導体装置が積層されていることを特徴とする半導体装置が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a semiconductor device characterized in that a plurality of the same or different semiconductor devices described above are stacked.
また本発明によれば、上記のいずれかの半導体装置を製造する製造方法であって、
複数の素子が形成された基板を用意する工程と、
前記基板の片面側に、前記第1構造層を形成する工程と、
前記第1構造層上に、前記第2構造層を形成する工程と、
前記基板の前記第1構造層が設けられた面の反対面に第3構造層を形成する工程とを有する、半導体装置の製造方法が提供される。According to the present invention, there is also provided a manufacturing method for manufacturing any one of the above semiconductor devices,
Preparing a substrate on which a plurality of elements are formed;
Forming the first structure layer on one side of the substrate;
Forming the second structure layer on the first structure layer;
Forming a third structure layer on a surface opposite to the surface of the substrate on which the first structure layer is provided.
また本発明によれば、前記第2構造層および前記第3構造層の形成において、前記第2絶縁層の形成と前記第3絶縁層の形成を同じプロセスで同時に行い、前記第2配線の形成と前記第3配線の形成を同じプロセスで同時に行う、上記の半導体装置の製造方法が提供される。 According to the invention, in the formation of the second structure layer and the third structure layer, the formation of the second wiring is performed simultaneously with the formation of the second insulation layer and the formation of the third insulation layer in the same process. And the method of manufacturing the semiconductor device, wherein the third wiring is simultaneously formed in the same process.
また本発明によれば、前記第2構造層および前記第3構造層の形成において、前記第2絶縁層の形成および前記第2配線の形成と、前記第3絶縁層の形成および前記第3配線の形成とを交互に行う、上記の半導体装置の製造方法が提供される。 According to the invention, in the formation of the second structural layer and the third structural layer, the formation of the second insulating layer and the second wiring, the formation of the third insulating layer, and the third wiring There is provided a method for manufacturing the semiconductor device described above, wherein the formation of the semiconductor device is alternately performed.
また本発明によれば、前記第1構造層を形成する工程前又は後において、前記基板を貫通するビアを形成する、上記のいずれかの半導体装置の製造方法が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing any one of the above semiconductor devices, wherein a via penetrating the substrate is formed before or after the step of forming the first structure layer.
また本発明によれば、前記第2構造層を形成する工程途中において、前記基板を貫通するビアを形成する、上記のいずれかの半導体装置の製造方法が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing any one of the above semiconductor devices, wherein a via penetrating the substrate is formed during the step of forming the second structural layer.
また本発明によれば、前記第2構造層を形成する工程の後、前記第3構造層を形成する工程の前に、前記基板を貫通するビアを形成する、上記のいずれかの半導体装置の製造方法が提供される。 According to the invention, the via of penetrating the substrate is formed after the step of forming the second structural layer and before the step of forming the third structural layer. A manufacturing method is provided.
また本発明によれば、前記第3構造層を形成する工程途中において、前記基板を貫通するビアを形成する、上記のいずれかの半導体装置の製造方法が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing any one of the above semiconductor devices, wherein a via penetrating the substrate is formed during the step of forming the third structure layer.
また本発明によれば、前記第1構造層を形成する工程の後、又は前記第2構造層を形成する工程の後に、前記基板を薄化する工程を行う、上記のいずれかの半導体装置の製造方法に関する。 According to the invention, in any one of the above semiconductor devices, the step of thinning the substrate is performed after the step of forming the first structural layer or the step of forming the second structural layer. It relates to a manufacturing method.
また本発明によれば、前記第1構造層と前記第2構造層と前記第3構造層を含む多層配線構造を、前記基板を含む半導体ウエハに複数形成し、その後、前記多層配線構造をそれぞれ含む各個片に分割する、上記のいずれかの半導体装置の製造方法が提供される。 According to the invention, a plurality of multilayer wiring structures including the first structural layer, the second structural layer, and the third structural layer are formed on a semiconductor wafer including the substrate, and then the multilayer wiring structures are respectively formed. A method of manufacturing any one of the above semiconductor devices is provided, which is divided into individual pieces.
また本発明によれば、上記のいずれかの方法により同種または異種の複数の半導体装置を形成する工程と、これらの半導体装置を積層する工程を含む、半導体装置の製造方法が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, including a step of forming a plurality of semiconductor devices of the same type or different types by any one of the above methods and a step of stacking these semiconductor devices.
本発明によれば、高密度な半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, a high-density semiconductor device can be provided.
本発明の一実施形態の半導体装置は、複数の素子を含む基板の片面に、第1構造層と、この第1構造層上に積層された、第1構造層より厚い第2構造層とが設けられ、前記基板の第1構造層が設けられた面の反対面に、第3構造層が設けられている。第1構造層は、第1絶縁層および前記素子に電気的に接続された第1配線を含む。第2構造層は、第2絶縁層および第1配線と電気的に接続された第2配線を含む。第3構造層は、第3絶縁層および第3配線を含む。 In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a first structure layer and a second structure layer stacked on the first structure layer and thicker than the first structure layer are provided on one surface of a substrate including a plurality of elements. A third structure layer is provided on a surface opposite to the surface of the substrate on which the first structure layer is provided. The first structural layer includes a first insulating layer and a first wiring electrically connected to the element. The second structural layer includes a second wiring electrically connected to the second insulating layer and the first wiring. The third structure layer includes a third insulating layer and a third wiring.
第1構造層は、第1配線が層間絶縁膜を介して複数積層されている場合、上層側の配線と下層側の配線を接続するための第1ビアを有する。第2構造層は、第2配線が層間絶縁膜を介して複数積層されている場合、上層側の配線と下層側の配線を接続するための第2ビアを有する。第3構造層は、第3配線が層間絶縁膜を介して複数積層されている場合、上層側の配線と下層側の配線を接続するための第3ビアを有する。第1構造層中の配線およびビアをそれぞれ「第1配線」および「第1ビア」と総称し、第2構造層中の配線およびビアをそれぞれ「第2配線」および「第2ビア」と総称し、第3構造層中の配線およびビアをそれぞれ「第3配線」および「第3ビア」と総称する。 The first structure layer has a first via for connecting an upper layer side wiring and a lower layer side wiring when a plurality of first wirings are stacked via an interlayer insulating film. The second structure layer has a second via for connecting the upper layer side wiring and the lower layer side wiring when a plurality of second wirings are stacked via the interlayer insulating film. The third structure layer has a third via for connecting the upper layer side wiring and the lower layer side wiring when a plurality of third wirings are stacked via the interlayer insulating film. Wirings and vias in the first structural layer are collectively referred to as “first wiring” and “first via”, respectively, and wirings and vias in the second structural layer are collectively referred to as “second wiring” and “second via”, respectively. The wirings and vias in the third structure layer are collectively referred to as “third wiring” and “third via”, respectively.
このような半導体装置は、第2構造層と第3構造層を有しているため、半導体装置の配線収容率を高めることができ、さらに、半導体装置の基板両側に他の半導体装置やチップ部品などの電子部品を高密度で搭載することが可能になる。 Since such a semiconductor device has the second structure layer and the third structure layer, the wiring accommodation rate of the semiconductor device can be increased, and further, other semiconductor devices and chip components are provided on both sides of the substrate of the semiconductor device. It becomes possible to mount electronic parts such as high density.
また、第2構造層と第3構造層に含まれる各絶縁層の作用により、衝撃を受けることで発生する欠けやクラックを防止することができ、耐衝撃性を向上させることができる。 In addition, due to the action of each insulating layer included in the second structure layer and the third structure layer, it is possible to prevent chipping and cracks generated by receiving an impact, and to improve impact resistance.
また、第2構造層の配線層と第3構造層の配線層の両方又は一方を、第1構造層の配線層より厚くすることで安定した電源供給が実現でき、さらに第1構造層よりも低損失な信号伝送を達成することができる。 In addition, stable power supply can be realized by making both or one of the wiring layer of the second structure layer and the wiring layer of the third structure layer thicker than the wiring layer of the first structure layer, and moreover than the first structure layer. Low-loss signal transmission can be achieved.
また、第2構造層の絶縁層と第3構造層の絶縁層の両方又は一方を、第1構造層の絶縁層より厚くすることで、半導体装置を実装基板や別部品と接続した際に発生する応力をより十分に緩和することができ、接続信頼性を向上させることができる。 Also, it occurs when the semiconductor device is connected to a mounting board or another component by making the insulating layer of the second structural layer and / or the insulating layer of the third structural layer thicker than the insulating layer of the first structural layer. Stress can be relaxed more sufficiently, and connection reliability can be improved.
上記実施形態の半導体装置においては、基板の両面側に、絶縁層と配線層を含む構造層を設けていることにより、基板の片面側の応力と反対面側の応力との均一化を図ることができ、基板が薄い場合であっても反り量を抑えることができる。具体的には、上記のとおり、基板の片面側に第2構造層を設け、反対面側に第3構造層を設けることにより、基板の両面側に発生する応力を相殺することができ、反り量が少ない半導体装置を実現することができ、より薄型の半導体装置を提供できる。このような観点から、第2構造層および第3構造層の厚みは第1構造層より十分に厚いことが好ましく、第2構造層および第3構造層の厚みが厚いほど、第1構造層による応力の影響を相対的に小さくすることができ、第1構造層の構造に大きく影響されることなく、第2構造層と第3構造層とにより応力の均一化を図ることができる。第2構造層および第3構造層の厚みが第1構造層の厚みに対してそれほど大きくない場合は、第1の構造層と第2の構造層との合計厚みと第3の厚みとのバランスを考慮して第2構造層と第3構造層の厚みを設定することが望ましい。 In the semiconductor device of the above embodiment, by providing a structural layer including an insulating layer and a wiring layer on both sides of the substrate, the stress on one side of the substrate and the stress on the opposite side can be made uniform. Even if the substrate is thin, the amount of warpage can be suppressed. Specifically, as described above, by providing the second structural layer on one side of the substrate and providing the third structural layer on the opposite side, the stress generated on both sides of the substrate can be offset and warped. A semiconductor device with a small amount can be realized, and a thinner semiconductor device can be provided. From such a viewpoint, it is preferable that the thickness of the second structure layer and the third structure layer is sufficiently thicker than that of the first structure layer. The thicker the second structure layer and the third structure layer, the greater the thickness of the first structure layer. The influence of stress can be made relatively small, and the stress can be made uniform by the second structure layer and the third structure layer without being greatly affected by the structure of the first structure layer. When the thicknesses of the second structural layer and the third structural layer are not so large with respect to the thickness of the first structural layer, the balance between the total thickness of the first structural layer and the second structural layer and the third thickness It is desirable to set the thicknesses of the second structure layer and the third structure layer in consideration of the above.
上記実施形態の半導体装置の第2構造層と第3構造層との間において、配線層と絶縁層の両方もしくは片方を同数にすることによって、反り量低減効果をより高めることができる。 By reducing the number of both or one of the wiring layer and the insulating layer between the second structure layer and the third structure layer of the semiconductor device of the above embodiment, the warp amount reduction effect can be further enhanced.
上述の効果をより十分に得る点から、第2構造層および第3構造層の厚みは、第1構造層の厚みの2倍以上が好ましく、3倍以上がより好ましく、反りをより一層抑制する観点から5倍以上が好ましい。第2配線層の厚みT2と第3構造層の厚みT3の比(T2/T3)は、0.7〜1.3の範囲にあることが好ましく、0.8〜1.2の範囲にあることがより好ましい。第1配線の厚みは、0.1〜1.6μmが好ましく、0.2〜1.2μmがより好ましく、第2配線および第3配線の厚みは、3〜12μmが好ましく、5〜10μmがより好ましい。第1絶縁層の厚みは、0.1〜1.6μmが好ましく、0.2〜1.2μmがより好ましく、第2絶縁層および第3絶縁層の厚みは、5〜50μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。 From the viewpoint of obtaining the above-described effect more sufficiently, the thickness of the second structure layer and the third structure layer is preferably at least twice the thickness of the first structure layer, more preferably at least three times, and further suppress warpage. From the viewpoint, 5 times or more is preferable. The ratio (T2 / T3) of the thickness T2 of the second wiring layer and the thickness T3 of the third structure layer is preferably in the range of 0.7 to 1.3, and in the range of 0.8 to 1.2. It is more preferable. The thickness of the first wiring is preferably 0.1 to 1.6 μm, more preferably 0.2 to 1.2 μm, and the thickness of the second wiring and the third wiring is preferably 3 to 12 μm, more preferably 5 to 10 μm. preferable. The thickness of the first insulating layer is preferably 0.1 to 1.6 μm, more preferably 0.2 to 1.2 μm, and the thickness of the second insulating layer and the third insulating layer is preferably 5 to 50 μm, 30 μm is more preferable.
なお、上述の実施形態において、第1構造層は、基板に接する絶縁層から最上層の配線を含む層までに相当し、第2構造層は、第1構造層の最上層の配線上に接する層(絶縁層または配線)から、第2構造層の最上層の配線上に接する絶縁層までに相当し、第3の構造層は、基板の反対面に接する層(絶縁層または配線)から、第3構造層の最上層の配線上に接する絶縁層までに相当する。 In the above-described embodiment, the first structure layer corresponds to the insulating layer in contact with the substrate to the layer including the uppermost layer wiring, and the second structure layer is in contact with the uppermost layer wiring of the first structure layer. It corresponds to a layer (insulating layer or wiring) to an insulating layer in contact with the uppermost wiring of the second structural layer, and the third structural layer is from a layer (insulating layer or wiring) in contact with the opposite surface of the substrate. This corresponds to the insulating layer in contact with the uppermost wiring of the third structure layer.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
第1の実施形態
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described.
図1は本発明の第1実施形態による半導体装置を示す斜視図であり、図2はこの半導体装置の一部を示す部分断面図であり、図3は図2に示される半導体装置の第1構造層13の拡大断面図である。なお、図1においては第1構造層13を省略している。
1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view showing a part of the semiconductor device, and FIG. 3 is a first view of the semiconductor device shown in FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a
本実施形態の半導体装置11は、図1に示すように、半導体基板12の片面側に第2構造層14が設けられ、反対側に第3構造層19が設けられている。図2に示すように、半導体基板12の片面に第1構造層13が設けられ、この上に直接第2構造層14が設けられている。図3に示すように、半導体基板12には素子30が設けられている。半導体基板12は、例えばSi、ゲルマニウム、ガリウム砒素(GaAs)、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム(GaN)、炭化珪素(SiC)、II−VI族化合物、III−V族化合物、ダイアモンドなどにより形成されている。サファイア、ガラス等からなる支持基板上にこれらの半導体材料からなる半導体層が設けられた基板を用いてもよい。
As shown in FIG. 1, the
第2構造層14は、図2に示すように、第2配線15、第2絶縁層16、第2ビア17を含み、第2配線15及び第2絶縁層16が交互に積層されている。この積層構造において、上層側の第2配線と下層側の第2配線は、これら配線層間の第2絶縁層を貫通する第2ビアにより接続され、最下層側の第2配線は、最下層側の第2絶縁層(第1構造層上の第2絶縁層)を貫通する第2ビアにより第1構造層表面側の配線層31と接続されている。第2構造層は、図2に示す構造に限定されるものではなく、第1構造層上に設けられた第2絶縁層16と、この第2絶縁層上に設けられた第2配線15と、この第2配線と第1構造層の表面側の配線31とを接続する第2ビア17を少なくとも有していればよく、また、図2に示す層数以上に積層されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
第2構造層14の表面側には、第2電極18が設けられており、第2配線15と電気的に接続されている。
A
第3構造層19は、図2に示すように、半導体基板12の第1構造層13が設けられた面の反対面に設けられ、第3配線20、第3絶縁層21、第3ビア22を含み、第3配線20及び第3絶縁層21が交互に積層されている。この積層構造において、上層側の第3配線と下層側の第3配線は、これら配線層間の第3絶縁層を貫通する第3ビアにより接続されている。第3構造層は、図2に示す構造に制限されるものではなく、半導体基板上に設けられた第3絶縁層21と、この第3絶縁層上に設けられた第3配線20を少なくとも有していればよく、また、図2に示す層数以上に積層されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
第3構造層19の表面側には、第3電極23が設けられており、第3配線20と電気的に接続されている。
A
図2に示す構造では、第2配線15と第3配線20の積層数が同じであり、さらに、第2絶縁層16と第3絶縁層21の積層数が同じであるが、これに限らず、積層数が異なっていてもよい。ただし、反り量を少なくする観点から、第2配線15と第3配線20の積層数、および第2絶縁層16と第3絶縁層21の積層数のいずれか片方、もしくは両方が同じ層数であることが望ましい。
In the structure shown in FIG. 2, the number of stacked layers of the
外部端子となる第2電極18と第3電極23は、それぞれ表層側の配線で構成し、接続方法にあわせて位置変更を行ってもよいし、それぞれ第2ビア17及び第3ビア22上に直接設けてもよい。
The
第1構造層は、図3に示すように、複数の半導体素子30が形成された半導体基板12上に設けられている。本実施形態では、半導体素子30として、MOSトランジスタ(Metal Oxide Semiconductor:金属酸化物半導体)が設けられている。このMOSトランジスタは、半導体基板12表面に設けられたソース領域25及びドレイン領域26と、これらの領域に挟まれた領域上にゲート絶縁膜(図示せず)を介して設けられたゲート電極24から構成されている。このような平面型のMOSトランジスタに代えて、3次元構造を持つ縦型トランジスタやFin型FET、あるいは有機材料を用いたトランジスタであってもよい。
As shown in FIG. 3, the first structure layer is provided on the
これらの半導体素子30を覆うように半導体基板12上に層間絶縁膜29が設けられ、この層間絶縁膜29上には配線31(第1配線)が設けられている。配線31間は絶縁膜32で充填され、この配線間絶縁膜32と配線31からなる配線層28が形成されている。このような配線層28(第1配線31と配線間絶縁膜32)と層間絶縁膜29(第1絶縁層)が交互に積層され多層配線構造が形成されている。最下層側の配線31は、最下層側の層間絶縁膜29に形成されたプラグ27を介してソース領域25又はドレイン領域26と電気的に接続されている。この多層配線構造における上層側の配線31と下層側の配線31は、これら配線間の層間絶縁膜29に形成されたビア33を介して電気的に接続されている。
An interlayer insulating
第1構造層13の配線材料としては、例えば銅やアルミニウムが挙げられる。第1構造層の配線は、例えばダマシン法により形成できる。ダマシン法による配線の形成は、例えば次にようにして行うことができる。まず、絶縁膜の形成し、この絶縁膜に、リソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて所望の配線パターンに対応する溝(トレンチ)又はビアパターンに対応するホールを形成する。次に、この溝又はホール内を含む全面に、バリアメタル層をスパッタ法、CVD(Chemical Vaper Deposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等で形成し、電解めっき用の給電層をスパッタ法等で形成し、電解銅めっき法にて溝又はホールを埋め込むように銅膜を形成する。次に、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法により溝又はホール内のみに銅が残るように銅膜を研磨する。
Examples of the wiring material for the first
第1構造層13における層間絶縁膜29は、その厚みを、0.2〜2μmの範囲に設定でき、例えば0.2〜1.6μmに設定できる。複数の層間絶縁膜29のうち、半導体基板12の近くに設けられている少なくとも1つの層間絶縁膜をlow−k材で形成することが望ましい。low−k材としては、例えば多孔質酸化シリコン膜が挙げられ、25℃での弾性率が4〜10GPaの範囲にあるものが望ましい。
The thickness of the
第2構造層14の第2配線15と第3構造層19の第3配線20は、例えば銅を用いて形成でき、その厚さは例えば5μmである。第2配線15と第3配線20は、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の第1構造層13の配線とは異なる配線形成法により形成することができる。サブトラクティブ法は、例えば特開平10−51105号公報に記載されているように、基板又は樹脂上に設けられた銅箔を、所望のパターンのレジストをマスクに用いてエッチングし、その後にレジストを除去して所望の配線パターンを得る方法である。セミアディティブ法は、例えば特開平9−64493号公報に記載されているように、無電解めっき、スパッタ法、CVD法、エアロゾル法等で給電層を形成した後、所望のパターンに開口されたレジストを形成し、レジスト開口部内に電解めっきを析出させ、レジストを除去後に給電層をエッチングして所望の配線パターンを得る方法である。フルアディティブ法は、例えば特開平6−334334号公報に記載されているように、基板又は樹脂の表面に無電解めっき触媒を吸着させた後に所望のパターンのレジストを形成し、このレジストを絶縁層として残したまま触媒を活性化し、無電解めっき法により絶縁層の開口部に金属を析出させることで所望の配線パターンを得る方法である。
The
第2構造層14の第2配線15及び第2電極18、並びに第3構造層19の第3配線20及び第3電極23は、それぞれ、半導体基板12側に密着層を介して第2絶縁層16及び第3絶縁層21上に設けてもよい。密着層は、第2絶縁層16もしくは第3絶縁層21の材料に対して密着力を有する材料であればよく、例えば、チタン、タングステン、ニッケル、タンタル、バナジウム、クロム、モリブデン、銅、アルミニウム、これらの合金が挙げられ、中でもチタン、タングステン、タンタル、クロム、モリブデン、これらの合金が好適であり、さらにはチタン、タングステン、これらの合金がより好適である。第2絶縁層16もしくは第3絶縁層21の表面が細かな凹凸を有する粗化面であってもよく、この場合は、銅やアルミニウムでも良好な密着力が得られやすくなる。さらに密着力を高める手段として、配線材料をスパッタ法により成膜することが望ましい。
The
第2構造層14の第2配線15は、第1構造層13の配線層28より厚く、すなわち第1配線31より厚い。第2配線15の厚さは、例えば3〜12μmであり、5〜10μmが望ましい。第2配線が薄すぎると、配線抵抗が高くなり半導体装置の電源回路における電気特性が低下してしまう。第2配線の厚すぎると、配線層を覆う絶縁層の表面に配線層の凹凸を反映した大きなうねりが発生しやすくなり積層数に制限が発生したり、第2構造層14自体の厚みが増加し半導体装置全体の反りが大きくなったり、プロセス上の制約から製造が困難になったりする。
The
第3構造層19の第3配線20は、第1構造層13の配線層28より厚く、すなわち第1配線31より厚い。第3配線20の厚さは、例えば3〜12μmであり、5〜10μmが望ましい。第3配線が薄すぎると、配線抵抗が高くなり半導体装置の電源回路における電気特性が低下してしまう。第3配線の厚すぎると、配線層を覆う絶縁層の表面に配線層の凹凸を反映した大きなうねりが発生しやすくなり積層数に制限が発生したり、第3構造層19自体の厚みが増加し半導体装置全体の反りが大きくなったり、プロセス上の制約から製造が困難になったりする。
The
第2構造層14の第2絶縁層16及び第3構造層19の第3絶縁層21は、例えば有機材料で形成される。有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、BCB(Benzocyclobutene)、PBO(Polybenzoxazole)、ポリノルボルネン樹脂が挙げられる。特に、ポリイミド樹脂及びPBOは、膜強度、引張弾性率及び破断伸び率等の機械的特性が優れているため、高い信頼性を得ることができる。有機材料は、感光性のもの、非感光性のものいずれを用いても構わない。感光性の有機材料を用いた場合、フォトリソグラフィー法により第2ビア17や第3ビア22となる開口部を形成することができる。非感光性の有機材料や感光性であってもパターン解像度が低い有機材料を用いた場合、開口部はレーザ法、ドライエッチング法、ブラスト法などにより形成できる。
The second insulating
第2絶縁層16及び第3絶縁層21に有機材料を用いることで、半導体装置を実装基板に搭載した際に、第2電極18や第3電極23から半導体装置にかかる応力を、主に第2絶縁層16及び第3絶縁層21の変形により緩和させ、第1構造層13への応力伝搬を効果的に低減させることができる。第2絶縁層16及び第3絶縁層21の材料の25℃における弾性率は、例えば0.15〜8GPaの範囲にあることが望ましい。絶縁材料の弾性率が低すぎると、応力緩和時の第2絶縁層16及び第3絶縁層21の変形量が大きく第2配線15及び第3配線20に応力の殆どが印加されることとなり、第2配線15及び第3配線20の断線や、第2配線15/第2ビア17界面および第3配線20/第3ビア22界面での破壊が発生し易くなる。絶縁材料の弾性率が高すぎると、第2絶縁層16及び第3絶縁層21の変形量が乏しくなり第2構造層14や第3構造層19における応力緩和が不十分となり、第1構造層13において層間剥離や絶縁膜破壊等が生じやすくなる。また、第1構造層13の層間絶縁膜29の弾性率より、第2絶縁層16及び第3絶縁層21の弾性率が低くなる絶縁材料の組み合わせとすることで、第2絶縁層16及び第3絶縁層21で応力をより効果的に緩和でき、第1構造層13の保護効果を高めることができる。
By using an organic material for the second insulating
図2では、第2構造層14は、第2ビア17を介して第1構造層13と電気的に接続され、第3構造層19は、その第3絶縁層21が半導体基板12と接しているが、図4に示すように、第2構造層14は、第2配線15介して第1構造層13と電気的に接続されてもよく、また、第3構造層19は、その第3配線20が半導体基板12上へ設けられていてもよい。第3構造層19の第3配線20を半導体基板12上へ設ける場合、半導体基板12表面が絶縁性となっていることが望ましい。
In FIG. 2, the
第2構造層の第2電極18は、図5(a)から(c)に示した構造としてもよい。
The
図5(a)では、ハンダ材料を用いて接続する場合に、第2電極18のみにハンダが供給されるように、表面側の第2絶縁層16によって、第2電極18が露出する開口を制限している。この第2絶縁膜16による制限により、ハンダの流れ量が制限されるため、半導体装置を実装基板や別部品と接続する際の取り付け高さを安定化させることができる。また、図5(a)には、第2電極18の周囲を第2絶縁層16が覆う構造が示されているが、第2絶縁層16に覆われない構造としてもよい。図5(b)に示される構造では、ワイヤーボンディングを用いて接続する場合に、電極部への接続を良好とすることができる。図5(c)に示される構造では、電極の下方部が、表面側の第2絶縁層16の開口内に設けられ、この構造によればハンダ材料による接続を狭ピッチで行う場合に、接続信頼性を向上させることができる。
In FIG. 5A, when the connection is made using a solder material, an opening through which the
第2電極18は、例えば積層体からなり、第2電極18の表面に形成されるハンダボールの濡れ性やボンディングワイヤーとの接続性を考慮して、第2電極18の表面に、例えば、銅、アルミニウム、金、銀及びハンダ材料からなる群から選択された少なくとも一種の金属または合金からなる層が設けられる。第2電極18は、例えば銅層上にニッケル層と金層が積層され、金層を表面としたものであり、ニッケル層の厚さは例えば3μm、金層の厚さは例えば1μmである。
The
第3構造層19の第3電極23は、第2構造層14の第2電極18と同様な構造をとることができる。第2電極18と第3電極23は、接続に対して所望の効果のある構造を適宜選択すればよく、同じ構造とする必要はない。
The
図2では、3層の第2配線15及び4層の第2絶縁層16が示されているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて層数を設定できる。図3では、8層の配線層28及び8層の層間絶縁膜(第1絶縁層)29が示されているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて層数を設定できる。
In FIG. 2, three layers of the
第1配線31、第2配線15、及び第3配線20は、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金及び銀からなる群から選択された少なくとも一種の金属または合金から構成される。特に、電気抵抗値及びコストの観点から銅が好適である。ニッケルは、絶縁材料等の他の材料との界面反応を防止でき、バリア膜として使用でき、また磁性体としての特性を持ち、インダクタ又は抵抗配線として使用できる。
The
第2構造層14の第2配線15は、その厚みが第1構造層13の第1配線31より厚いため、第1配線31より大きい許容電流量を有している。また、第3構造層19の第3配線20は、その厚みが第1構造層13の第1配線31より厚いため、第1配線31より大きい許容電流量を有している。このため、第2構造層14及び第3構造層19のいずれか一方もしくは両方において、複数の同じ電圧を用いている電源系配線やグランド系配線を束ねて配線本数を少なくすることができる。これらの複数配線をまとめることで、まとめなかった場合に比べ、第2電極18や第3電極23の数を低減させることができる。この第2電極18や第3電極23の数を低減することで、第2電極18や第3電極23のサイズや間隔(ピッチ)を大きくできるため、実装基板と半導体装置の接続面積が大きくなり、安定した実装性と高い接続信頼性を実現できる。
The
上述の通り、本実施形態の半導体装置においては、半導体基板12の両側表面に第2構造層14と第3構造層19を設けているため、半導体基板12とその上に積層された層との熱膨張差により発生する応力を相殺することができ、半導体基板12を薄くしても反り量を抑えることができる。特に、第2構造層14と第3構造層19との間において、配線層と絶縁層の両方もしくは片方が同数であることにより、反り量低減効果をより高めることができる。
As described above, in the semiconductor device of this embodiment, since the
また、半導体基板両面に設けた第2構造層14及び第3構造層19により、半導体装置の配線収容率を高めることができ、さらに、基板両面側に他の半導体装置やチップ部品などの電子部品を高密度で搭載することが可能になる。
Further, the second
また、第2構造層14と第3構造層19に含まれる各有機絶縁層の作用により、半導体装置が受ける衝撃を和らげ、欠けやクラックを防止することができ、耐衝撃性を向上させることができる。
Further, the action of each organic insulating layer included in the
第2構造層14の第2配線15及び第3構造層19の第3配線20の厚さを第1構造層13の配線31の厚さより大きくすることで、第2配線15や第3配線20の破断を防止できるとともに、第2配線15や第3配線20の配線抵抗を第1配線31より小さくすることができる。また、第2配線15及び第3配線20の厚さが大きくなるに従って、第2絶縁層16や第3絶縁層21の1層当たりの厚さも大きくなるため、応力を緩和する効果が高まる。
By making the thickness of the
さらに、第2配線15及び第3配線20が厚いと、それぞれ、第2構造層14や第3構造層19において、複数の同じ電圧を用いている電源系やグランド系の配線を一つの配線にまとめることができる。半導体素子表面に再配線を施しているウエハレベルCSPにおいては、半導体部品に設けられた際の配線は、接続端子数を低減することなく、単純に1対1の関係のままで配置のみを変更している。外部端子数が約500以上、特に1500以上の半導体部品では、素子の性能維持のために端子数の約60〜80%が電源系とグランド系の端子となる。この電源系配線やグランド系配線の集約により、第1構造層13表面に形成される電気的接続点の数に比べて、第2構造層14の第2電極18の数を大幅に低減することができる。さらには、第3構造層19でも第3電極23の数を低減することができる。このため、第2電極18や第3電極23のサイズや間隔(ピッチ)を大きくできるため、半導体装置の安定した実装性と高い接続信頼性を実現できる。
Further, when the
以上の通り、第2構造層14及び第3構造層19により、薄型で反りが抑えられ、また第1構造層13への応力や衝撃の伝播が緩和された、実装時の接続信頼性の高い、高密度な半導体装置を実現できる。
As described above, the
第2の実施形態
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図6は本発明の第2の実施形態による半導体装置の一例を示す部分断面図である。第1の実施形態による半導体装置とは、半導体基板12を貫通するように貫通ビア34が設けられている点が異なっている。以下に、第1の実施形態による半導体装置と異なる部分について説明する。特に記載のない部分については、第1の実施形態による半導体装置と同じである。図6における第2電極18と第3電極23は、図5(b)や(c)に示す構造としてもよい。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an example of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor device according to the first embodiment is different in that a through via 34 is provided so as to penetrate the
貫通ビア34は、半導体基板12の一方の面に設けられている第1構造層13及び第2構造層14、並びに他方の面に設けられている第3構造層19を、必要な機能に応じて電気的に接続する。すなわち、貫通ビア34を介して、第1構造層13及び第2構造層15のいずれかもしくは両方が第3構造層19と電気的に接続される。
The through via 34 allows the
貫通ビア34は、次のようにして形成することができる。まず、ドライエッチングやウェットエッチングにより半導体基板12に貫通孔を形成する。次いで、この貫通孔の内壁に無機や有機の絶縁膜を熱酸化、CVD、ALD、スピンコート法、ラミネート法、又は印刷法などにより形成する。必要に応じて、フォトリソグラフィー法や、レーザ法、ドライエッチング、ウェットエッチングにより絶縁膜を加工してもよい。次に、貫通孔内部に、CVD、スパッタ法、電解めっき法、無電解めっき法、印刷法、蒸着法、インクジェット法等により導体を形成することで貫通ビア34が形成される。貫通ビア34の材料としては、銅、アルミニウム、タングステン、金、銀、ニッケル、及び不純物含有ポリシリコンからなる群から選ばれる少なくとも一種の導電性材料もしくはいずれかの金属を含む合金を用いることができる。コストや電気特性の面から、銅もしくは銅合金が好ましい。
The through via 34 can be formed as follows. First, a through hole is formed in the
図7は、第2実施形態による半導体装置の他の例を示す部分断面図である。図7では、貫通ビア34のピッチが第2電極18や第3電極23のピッチより小さくなっている。また、第2配線15と第3配線20で複数の貫通ビア34が束ねられている。これは、第2配線と第3配線が十分に厚く、配線抵抗が小さいため、このような配線構造が可能となる。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing another example of the semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 7, the pitch of the through
第2の実施形態による半導体装置では、第1の実施形態による半導体装置の効果に加えて、基板の両面側に設けられている配線構造層が貫通ビアを介して電気的に接続されることにより、さらに配線設計の自由度が向上し、第1の実施形態による半導体装置より高密度化を実現することができる。また、基板の一方の面側と他方の面側に設けられた電子部品同士を短い距離で接続できるため、半導体装置の性能を向上させることができる。 In the semiconductor device according to the second embodiment, in addition to the effects of the semiconductor device according to the first embodiment, the wiring structure layers provided on both surfaces of the substrate are electrically connected through the through vias. Furthermore, the degree of freedom in wiring design is further improved, and a higher density than that of the semiconductor device according to the first embodiment can be realized. In addition, since the electronic components provided on one surface side and the other surface side of the substrate can be connected with a short distance, the performance of the semiconductor device can be improved.
第3の実施形態
次に本発明の第3の実施形態について説明する。Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図8〜10は本発明の第3の実施形態による半導体装置の具体例を示す部分断面図である。第3の実施形態では、第1の実施形態による半導体装置と第2の実施形態による半導体装置が積層されている。図8及び図9では、第2実施形態による半導体装置の上に第1の実施形態による半導体装置が積層され、図10では、第2の実施形態による二つの半導体装置が積層されている。半導体装置の積層形態は、これらに限定されることはない。また、図8〜10の第2電極18と第3電極23は、図5(b)や(c)に示される構造としてもよい。以下に第3の実施形態による半導体装置について説明する。特に記載のない部分については、第1の実施形態もしくは第2の実施形態による半導体装置と同じである。
8 to 10 are partial sectional views showing specific examples of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the semiconductor device according to the first embodiment and the semiconductor device according to the second embodiment are stacked. 8 and 9, the semiconductor device according to the first embodiment is stacked on the semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 10, two semiconductor devices according to the second embodiment are stacked. The stacked form of the semiconductor device is not limited to these. Moreover, the
図8に示す構造は、図6で示した半導体装置上に図2で示した半導体装置が積層されている。二つの半導体装置の間に設けられた接続部35によって、図6で示した半導体装置の第2電極18と図2で示した半導体装置の第3電極23とが接続されている。下面側の第3電極23上に半田ボール36が設けられている。接続部35は、ハンダ材料、錫、金、銀、パラジウム、銅、アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料により形成できる。接続部35における信頼性をより向上させるために、半導体装置間にアンダーフィル樹脂を注入して強度を高めてもよい。
In the structure shown in FIG. 8, the semiconductor device shown in FIG. 2 is stacked on the semiconductor device shown in FIG. The
図9に示す構造は、図8で示した構造と比較すると、図6で示した半導体装置の第2電極18と図2で示した半導体装置の第2電極18とが接続されている点が異なっている。つまり、二つの半導体装置の第1構造層が向かい合うように積層されている。対向している半導体装置間での高速且つ広いバンド幅を確保したデータ通信が可能となり、高性能化が実現できる。
9 is different from the structure shown in FIG. 8 in that the
図10に示す構造は、二つの図6で示した半導体装置が積層され、その上面側に電子部品37が設けられ、下面側に半田ボール36が設けられている。電子部品は、上面側の第2電極18に接続部38を介して電気的に接続されている。半田ボール36は、下面側の第3電極23に直接接続している。電子部品37としては、他の半導体装置、チップコンデンサ、チップ抵抗、ディスクリート、ダイオード、LED、センサ、MEMS、光学部品などが挙げられる。接続部38は、ハンダ材料、錫、金、銀、パラジウム、銅、アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料により形成できる。他の電子部品が設けられることで、回路動作が安定化し、システムとしての機能向上を実現することができる。
In the structure shown in FIG. 10, two semiconductor devices shown in FIG. 6 are stacked, an
図8〜10では、二つの半導体装置が積層された構造を示したが、これに限定されることはなく、三つ以上の半導体装置を積層してもよい。また、積層の最下層となる部分においては、ハンダボール36を有する構造を示したが、これに限定されず、ピン、Auバンプ、銅バンプ、予備ハンダ、金属パール、ACF、NCFなどを用いた接続方法による構造であってもよい。
8 to 10 show the structure in which two semiconductor devices are stacked, the present invention is not limited to this, and three or more semiconductor devices may be stacked. Further, the structure having the
第3の実施形態による半導体装置では、第1の実施形態による半導体装置と第2の実施形態による半導体装置の効果に加えて、複数の半導体装置や電子部品を積層することで、フットプリントの拡大を最小限としてシステムを高密度に構成することが実現できる。 In the semiconductor device according to the third embodiment, in addition to the effects of the semiconductor device according to the first embodiment and the semiconductor device according to the second embodiment, the footprint is increased by stacking a plurality of semiconductor devices and electronic components. It is possible to realize a high-density system with a minimum of.
前述の第1〜第3の実施形態において、半導体基板12、第1構造層13、第2構造層14、第3構造層19で構成される積層回路の所望の位置に、回路のノイズフィルターやデカップリングの役割を果たすコンデンサが設けられていてもよい。コンデンサを構成する誘電体材料としては、酸化チタン、酸化タンタル、Al2O3、SiO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5等の金属酸化物;BST(BaxSr1−xTiO3)、PZT(PbZrxTi1−xO3)、PLZT(Pb1−yLayZrxTi1−xO3)等のペロブスカイト系材料(0≦x≦1、0<y<1);SrBi2Ta2O9等のBi系層状化合物が挙げられる。また、コンデンサを構成する誘電体材料として、無機材料や磁性材料を混合した有機材料等を使用してもよい。In the first to third embodiments described above, a circuit noise filter or the like is provided at a desired position of the laminated circuit composed of the
また、第2構造層14及び第3構造層19における絶縁層のうちの一層もしくは複数層の上側および下側の配線層の所望の位置に、誘電率が9以上の誘電体を介して対向電極を形成することで回路のノイズフィルターやデカップリングの役割を果たすコンデンサを設けてもよい。コンデンサを構成する誘電体材料としては、Al2O3、ZrO2、HfO2、Nb2O5等の金属酸化物;BST(BaxSr1−xTiO3)、PZT(PbZrxTi1−xO3)、PLZT(Pb1−yLayZrxTi1−xO3)等のペロブスカイト系材料(0≦x≦1、0<y<1);SrBi2Ta2O9等のBi系層状化合物が挙げられる。また、コンデンサを構成する誘電体材料として、無機材料や磁性材料を混合した有機材料等を使用してもよい。Further, the counter electrode is disposed at a desired position of one or a plurality of upper and lower wiring layers of the insulating layers in the second
半導体装置の製造方法
以下、本発明の実施形態による半導体装置の製造例について図面を参照して具体的に説明する。Semiconductor Device Manufacturing Method Hereinafter, a semiconductor device manufacturing example according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
第1の製造例
先ず、図11を用いて第1の製造例について説明する。図11は、本製造例を説明するための部分断面図である。First Manufacturing Example First, a first manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
以下に説明する各工程においては適宜、洗浄や熱処理を行ってもよい。また、半導体基板12は必要に応じて300μm未満の厚みに研削してもよい。薄い半導体基板12を用いる場合、ハンドリング性を向上させるために、半導体基板12と同じ材料や金属で形成されたサポート部材を用いてもよい。
In each step described below, cleaning or heat treatment may be appropriately performed. Further, the
まず、図11(a)に示すように、前述の第1の実施形態において説明したとおり、半導体基板12上に素子および第1構造層13を形成する。第1構造層13における第1配線31は前述の通りダマシン法により形成でき、絶縁層28、29は例えばCVD法やスピンコート法により形成できる。
First, as illustrated in FIG. 11A, as described in the first embodiment, the element and the
次に、図11(b)に示すように、前述の第1の実施形態において説明したとおり、第2構造層14を第1構造層13に直接接するように形成する。
Next, as illustrated in FIG. 11B, as described in the first embodiment, the
第2構造層14の第2配線15は、前述の通りに形成でき、例えば銅からなり、その厚さは例えば5μmである。微細な配線を形成する場合は、セミアディティブ法が好ましい。
The
第2構造層14の第2絶縁層16は、絶縁材料として無機材料を用いる場合は、CVD法やスピンコート法により形成できる。第2ビア17となる開口部はドライエッチングにより形成できる。絶縁材料として有機材料を用いる場合は、感光性、非感光性のいずれを用いてもよく、スピンコート法、ラミネート法、プレス法、又は印刷法により第2絶縁層を形成できる。第2ビア17となる開口部は、前述の通り、感光性樹脂を用いた場合はフォトリソグラフィー法により形成でき、非感光性の有機材料や感光性であってもパターン解像度が低い有機材料を用いた場合は、レーザ法、ドライエッチング法、ブラスト法などにより形成できる。このようにして形成された開口部に導電材を充填することにより、第2ビア17を形成することができる。また、第2ビア17となる部分に金属ポストをめっき法や印刷法により形成しておき、第2絶縁層16を形成した後に、ドライエッチング法、CMP法、研削法、ラップ法などにより第2絶縁層16の金属ポスト上の部分を除去し、その金属ポストを露出させることで第2ビア17を形成することもできる。
The second insulating
図11に示す構造においては、第2ビア17の開口部を垂直な壁で示しているが、テーパ角を付けても構わない。第1構造層の配線に接続する第2ビア17にテーパ角を設けることにより、第2ビア17と第1構造層13の配線との接続面積を小さくすることができるため、第1構造層13表面の配線密度を高めることができる。また、第2ビア17と第2配線15との接合面積を大きくできるため、接続信頼性を向上することができる。さらに、第2ビア17がテーパ角を有することで配線形成が容易となる。
In the structure shown in FIG. 11, the opening of the second via 17 is indicated by a vertical wall, but a taper angle may be provided. By providing a taper angle to the second via 17 connected to the wiring of the first structural layer, the connection area between the second via 17 and the wiring of the first
次に、図11(c)に示すように、前述の第1の実施形態において説明したとおり、第3構造層19を、半導体基板12の第1構造層13が形成された面の反対面に直接形成する。
Next, as shown in FIG. 11C, as described in the first embodiment, the
第3構造層19の第3配線20、第3絶縁層21及び第3ビア22は、前述の第2構造層の第2配線15、第2絶縁層16及び第2ビア17と同様にして形成することができる。必要に応じて、前述の密着層や粗化面を形成する。
The
図11を用いて説明した製造方法は、図2に示す構造の製造方法の一例として説明したが、同様な方法を用いて、図4に示す構造を作製することができる。第2電極18及び第3電極23は、採用する接続方法に応じて図5(b)又は(c)に示した構造となるように作製してもよい。
The manufacturing method described with reference to FIG. 11 has been described as an example of the manufacturing method of the structure illustrated in FIG. 2, but the structure illustrated in FIG. 4 can be manufactured using a similar method. The
第1の製造例によれば、第1実施形態による半導体装置を効率よく形成することができる。また、図12(a)に示すように、ウエハ39上に複数の半導体装置11を形成し、図12(a)の実線や図12(b)の破線に沿って、ブレードダイシング、レーザダイシング、ウォータカッター、ドライエッチング、ウェットエッチングなどにより切断し、各半導体装置11へ個片化してもよい。
According to the first manufacturing example, the semiconductor device according to the first embodiment can be efficiently formed. Also, as shown in FIG. 12A, a plurality of
第2の製造例
図13を用いて第2の製造例について説明する。図13は、本製造例を説明するための部分断面図である。Second Manufacturing Example A second manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第2の製造例は、第1の製造例と比較して、第2構造層14と第3構造層19とが同時進行的に積層されて形成されている点が異なっている。以下に、第1の製造例と異なる点について説明する。特に記載のない部分については、第1の製造例と同じである。
The second production example is different from the first production example in that the
図13(a)に示すように半導体基板12上に素子および第1構造層13を形成した後、図13(b)に示すように、第2構造層14の基板側部分(配線15、絶縁層16及びビア17)を第1構造層13に直接接するように形成するとともに、第3構造層19の基板側部分(配線20および絶縁層21)を第1構造層13が形成された基板面の反対面に直接形成する。続いて、第2構造層の上層側部分および第3構造層の上層側部分を形成して、図13(c)に示す所望の構造を形成する。その際、第2絶縁層の形成と第3絶縁層の形成を同じプロセスで同時に行い、第2配線の形成と第3配線の形成を同じプロセスで同時に行う。絶縁層の形成は、両面に絶縁シートを貼り付けて熱処理することで両面に絶縁層を形成できる。配線の形成は、無電解メッキを両面に形成した後、両面にレジストパターンを形成し、両面同時に電解メッキを行い、両面同時にエッチングを行うことで、両面に配線を形成できる。
After the elements and the first
図13を用いて説明した製造方法は、図2に示す構造の製造方法の一例として説明したが、同様な方法を用いて、図4に示す構造を作製することができる。第2電極18及び第3電極23は、採用する接続方法に応じて図5(b)又は(c)に示した構造となるように作製してもよい。
The manufacturing method described with reference to FIG. 13 has been described as an example of the manufacturing method of the structure illustrated in FIG. 2, but the structure illustrated in FIG. 4 can be manufactured using a similar method. The
第2の製造例によれば、第1の実施形態による半導体装置を効率よく形成することができる。特に、第1の製造例に比べ、半導体基板12が薄くても安定して製造できる。
According to the second manufacturing example, the semiconductor device according to the first embodiment can be efficiently formed. In particular, as compared with the first manufacturing example, the
第3の製造例
図14を用いて第3の製造例について説明する。図14は、本製造例を説明するための部分断面図である。Third Manufacturing Example A third manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第3の製造例は、第1の製造例と比較して、第2構造層14と第3構造層19とが絶縁層と配線の組み合わせ単位で交互に積層されて形成されている点が異なっている。以下に、第1の製造例と異なる点について説明する。特に記載のない部分については、第1の製造例と同じである。
The third manufacturing example is different from the first manufacturing example in that the second
図14(a)に示すように半導体基板12上に素子および第1構造層13を形成した後、図14(b)に示すように、第2構造層14の基板側部分(配線15、絶縁層16及びビア17)を第1構造層13に直接接するように形成する。
After forming the element and the first
次に、図14(c)に示すように、第3構造層19の基板側部分(配線20および絶縁層21)を第1構造層13が形成された基板面の反対面に直接形成する。
Next, as shown in FIG. 14C, the substrate side portion (the
次に、第2構造層の上層側部分および第3構造層の上層側部分を形成して、図14(d)に示す所望の構造を形成する。その際、第2絶縁層の形成および第2配線の形成と、第3絶縁層の形成および第3配線の形成とを交互に行う。 Next, an upper layer side portion of the second structure layer and an upper layer side portion of the third structure layer are formed to form a desired structure shown in FIG. At that time, the formation of the second insulating layer and the second wiring, and the formation of the third insulating layer and the formation of the third wiring are performed alternately.
図14を用いて説明した製造方法は、図2に示す構造の製造方法の一例として説明したが、同様な方法を用いて、図4に示す構造を作製することができる。第2電極18及び第3電極23は、採用する接続方法に応じて図5(b)又は(c)に示した構造となるように作製してもよい。
The manufacturing method described with reference to FIG. 14 has been described as an example of the manufacturing method of the structure illustrated in FIG. 2, but the structure illustrated in FIG. 4 can be manufactured using a similar method. The
第3の製造例によれば、第1の実施形態による半導体装置を効率よく形成することができる。特に、第1の製造例に比べ、半導体基板12が薄くても安定して製造でき、また、第2構造層14と第3構造層19との位置精度をより高めることができる。
According to the third manufacturing example, the semiconductor device according to the first embodiment can be efficiently formed. In particular, as compared with the first manufacturing example, the
第4の製造例
図15を用いて第4の製造例について説明する。図15は本製造例を説明するための部分断面図である。Fourth Manufacturing Example A fourth manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第4の製造例は、第1、第2及び第3の製造例と比較して、半導体基板12に貫通ビア34を形成することが異なっている。以下に、第1、第2及び第3の製造例と異なる点について説明する。特に記載のない部分については、第1、第2及び第3の製造例と同じである。
The fourth manufacturing example is different from the first, second, and third manufacturing examples in that the through via 34 is formed in the
図15に示すように、半導体基板12上に素子および第1構造層13を形成し、貫通ビア34を形成する。貫通ビア34は、前述の第2の実施形態において説明した方法より形成でき、第1構造層13を形成した後に形成してもよいし、第1構造層13より先に形成してもよい。また、半導体基板12に貫通ビア34となる凹部を設け、導体を充填した後、第1構造層13を形成し、半導体基板12の第1構造層13が形成されていない側の面を研削やエッチングすることにより貫通ビア34を露出させる方法を行っても構わない。貫通ビア34は、半導体基板12の一方の面側に設けられている第1構造層13及び第2構造層14と、他方の面側に設けられている第3構造層19とを必要な機能に応じて電気的に接続するように形成する。つまり、第1構造層13と第2構造層15のいずれかもしくは両方が第3構造層19と電気的に接続される。
As shown in FIG. 15, the element and the
図15に示した構造を形成した後の工程は、図11、図13、図14を用いて説明した工程により、第2構造層14と第3構造層19を形成できる。
In the step after the structure shown in FIG. 15 is formed, the
第4の製造例によれば、第1、第2及び第3の製造例の効果に加え、基板の一方の面側の配線と他方の面側の配線が接続された第2実施形態による半導体装置を効率良く製造することができる。 According to the fourth manufacturing example, in addition to the effects of the first, second, and third manufacturing examples, the semiconductor according to the second embodiment in which the wiring on one surface side of the substrate and the wiring on the other surface side are connected. The apparatus can be manufactured efficiently.
第5の製造例
図16を用いて第5の製造例について説明する。図16は本製造例を説明するための部分断面図である。Fifth Manufacturing Example A fifth manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第5の製造例は、第4の製造例と比較して、第2構造層14の製造工程途中で、半導体基板12に貫通ビア34を形成することが異なっている。以下に、第4の製造例と異なる点について説明する。特に記載のない部分については、第4の製造例と同じである。
The fifth manufacturing example is different from the fourth manufacturing example in that the through via 34 is formed in the
図16(a)に示すように、前述の製造方法に従って、第1構造層13上に第2構造層14の基板側部分(配線15、絶縁層16及びビア17)を形成する。
As shown in FIG. 16A, the substrate side portion (the
次に、図16(b)に示すように、半導体基板12に貫通ビア34を形成する。貫通ビア34は、前述の第2の実施形態において説明した方法を利用して形成することができる。
Next, as shown in FIG. 16B, a through via 34 is formed in the
また、半導体基板12の貫通ビア34を形成する部分に凹部を設け、導体を充填した後、第1構造層13と第2構造層14の一部を形成し、半導体基板12の第1構造層13が形成されていない側の面を研削やエッチングすることにより貫通ビア34を露出させる方法を行っても構わない。
In addition, a recess is provided in a portion of the
貫通ビア34は、半導体基板12の一方の面側に設けられている第1構造層13及び第2構造層14と、他方の面側に設けられている第3配線構造19とを必要な機能に応じて電気的に接続するように形成する。つまり、第1構造層13と第2構造層15のいずれかもしくは両方が第3構造層19と電気的に接続される。
The through via 34 has a function necessary for the
貫通ビア34を形成した後は、前述の製造方法に従って、第2構造層14の残りの部分及び第3構造層19を形成する。
After the through via 34 is formed, the remaining portion of the
第5の製造例によれば、第1、第2及び第3の製造例の効果に加え、基板の一方の面側の配線と他方の面側の配線が接続された第2実施形態による半導体装置を効率良く製造することができる。さらに、第1構造層13と第2構造層14の両方に直接接続する貫通ビア34を形成することが容易となり、より高密度な半導体装置を製造することができる。
According to the fifth manufacturing example, in addition to the effects of the first, second, and third manufacturing examples, the semiconductor according to the second embodiment in which the wiring on one surface side of the substrate and the wiring on the other surface side are connected. The apparatus can be manufactured efficiently. Furthermore, it is easy to form the through via 34 that is directly connected to both the
第6の製造例
図17を用いて第6の製造例について説明する。図17は本製造例を説明するための部分断面図である。Sixth Manufacturing Example A sixth manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第6の製造例は、第5の製造例と比較して、第2構造層14の形成工程完了後に、半導体基板12に貫通ビア34を形成することが異なっている。以下に、第5の製造例と異なる点について説明する。特に記載のない部分については、第5の製造例と同じである。
The sixth manufacturing example is different from the fifth manufacturing example in that the through via 34 is formed in the
図17(a)に示すように、前述の製造方法に従って、第1構造層13上に第2構造層14を形成する。
As shown in FIG. 17A, the second
次に、図17(b)に示すように、半導体基板12に貫通ビア34を形成する。貫通ビア34は、前述の第2の実施形態において説明した方法を利用して形成することができる。また、半導体基板12の貫通ビア34を形成する部分に凹部を設け、導体を充填した後、第1構造層13と第2構造層14を形成し、半導体基板12の第1構造層13が形成されていない側の面を研削やエッチングすることにより貫通ビア34を露出させる方法を行っても構わない。
Next, as shown in FIG. 17B, a through via 34 is formed in the
貫通ビア34を形成した後は、前述の製造方法に従って、図17(c)に示すように、第3配線構造19を形成する。
After the through via 34 is formed, the
図17に示す第2構造層14と第3構造層19は、図2に示す構造と同様であるが、同様な方法を用いて、図4に示す構造と同様な構造であっても同様な方法により製造できる。また、第2電極18や第3電極23は、接続方法に応じて図5(b)又は(c)に示した構造となるように作製してもよい。
The
第6の製造例によれば、第1、第2及び第3の製造例の効果に加え、基板の一方の面側の配線と他方の面側の配線が接続された第2実施形態による半導体装置を効率良く製造することができる。さらに、第2構造層14の第2配線15に直接接続する貫通ビア34を形成することが容易となり、より高密度な半導体装置を製造することができる。
According to the sixth manufacturing example, in addition to the effects of the first, second, and third manufacturing examples, the semiconductor according to the second embodiment in which the wiring on one surface side of the substrate and the wiring on the other surface side are connected. The apparatus can be manufactured efficiently. Furthermore, it is easy to form the through via 34 that is directly connected to the
第7の製造例
図18を用いて第7の製造例について説明する。図18は本製造例を説明するための部分断面図である。Seventh Manufacturing Example A seventh manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第7の製造例は、第6の製造例と比較して、第3構造層19の形成工程において、基板側の第3絶縁層21の形成後に、半導体基板12に貫通ビア34を形成することが異なっている。以下に、第6の製造例と異なる点について説明する。特に記載のない部分については、第6の製造方法と同じである。
In the seventh manufacturing example, the through via 34 is formed in the
図18(a)に示すように半導体基板12の一方の面に第1構造層13及び第2構造層14を形成した後、半導体基板12の他方の面に第3構造層19の第3絶縁層21を形成し、形成する貫通ビア34に対応する開口部を設ける。次に、図18(b)に示すように、この開口部にあわせて半導体基板12に貫通ビア34を形成する。
As shown in FIG. 18A, after the
貫通ビア34を形成した後は、前述の製造方法に従って、図18(c)に示すように、第3構造層19の残りの部分を形成する。
After the through via 34 is formed, the remaining part of the
第7の製造例によれば、第1、第2及び第3の製造例の効果に加え、基板の一方の面側の配線と他方の面側の配線が接続された第2実施形態による半導体装置を効率良く製造することができる。さらに、第3構造層19と接続する貫通ビア34の形成位置の精度を高めることができ、より高密度な半導体装置を製造することができる。
According to the seventh manufacturing example, in addition to the effects of the first, second, and third manufacturing examples, the semiconductor according to the second embodiment in which the wiring on one surface side of the substrate and the wiring on the other surface side are connected. The apparatus can be manufactured efficiently. Furthermore, the accuracy of the formation position of the through via 34 connected to the
第8の製造例
図19を用いて第8の製造例について説明する。図19は本製造例を説明するための部分断面図である。Eighth Manufacturing Example An eighth manufacturing example will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a partial cross-sectional view for explaining the present manufacturing example.
第8の製造例では、前述の他の製造例と比較して、前述のいずれかの実施形態による半導体装置を複数積層することが異なっている。以下に、第8の製造例について説明する。特に記載のない部分については、前述の製造方法と同じである。 The eighth manufacturing example is different from the other manufacturing examples described above in that a plurality of semiconductor devices according to any of the above-described embodiments are stacked. The eighth production example will be described below. Portions that are not particularly described are the same as in the manufacturing method described above.
まず、図19(a)に示すように、複数の半導体装置を接続部35により接続する。複数の半導体装置の接続は、ウエハ状態の半導体装置部分同士を接続してもよく、個別の半導体装置同士を接続してもよく、ウエハ状態の半導体装置部分と個別の半導体装置とを接続しても構わない。ウエハ状態の半導体装置部分は、接続後に分割することができる。歩留まりの観点からは、最下層となる半導体装置はウエハ状態で、積層される半導体装置は個別の半導体装置として接続することが好ましい。
First, as shown in FIG. 19A, a plurality of semiconductor devices are connected by a connecting
次に、図19(b)に示すように、最下層の半導体装置の下面側には外部端子としてのハンダボール36を形成する。このようなハンダボール36に代えて、ピン、Auバンプ、銅バンプ、予備ハンダ、金属パール、ACF、NCFなどを用いた接続構造を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 19B,
図19(b)に示す積層型の半導体装置は、図8に示す積層型の半導体装置に相当するが、同様な方法を用いることで、図9や図10に示す半導体装置を製造することできる。また、二つの半導体装置の積層構造に限定されることはなく、三つ以上の半導体装置を積層しても構わない。 The stacked semiconductor device shown in FIG. 19B corresponds to the stacked semiconductor device shown in FIG. 8, but the semiconductor device shown in FIGS. 9 and 10 can be manufactured by using a similar method. . Further, the present invention is not limited to the stacked structure of two semiconductor devices, and three or more semiconductor devices may be stacked.
第8の製造例によれば、第3の実施形態による半導体装置を効率良く製造することができる。 According to the eighth manufacturing example, the semiconductor device according to the third embodiment can be manufactured efficiently.
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
この出願は、2008年10月21日に出願された日本出願特願2008−271187を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2008-271187 for which it applied on October 21, 2008, and takes in those the indications of all here.
Claims (25)
第1絶縁層、及び前記素子に電気的に接続された第1配線を含み、前記基板の片面に設けられた第1構造層と、
第2絶縁層、及び前記第1配線と電気的に接続された第2配線を含み、前記第1構造層上に積層された、前記第1構造層よりも厚い第2構造層と、
第3絶縁層および第3配線を含み、前記基板の前記第1構造層が設けられた面の反対面に設けられた第3構造層とを有し、
前記第2構造層および前記第3構造層の厚みが、前記第1構造層の厚みの2倍以上であ り、
前記第2構造層の厚み(T2)と前記第3構造層の厚み(T3)の比(T2/T3)が 0.7〜1.3の範囲にある、半導体装置。A substrate including the element;
A first insulating layer and a first structure layer provided on one side of the substrate, including a first wiring electrically connected to the element;
A second structural layer including a second insulating layer and a second wiring electrically connected to the first wiring, the second structural layer being stacked on the first structural layer and being thicker than the first structural layer;
Includes a third insulating layer and the third wiring, we have a third structure layer in which the first structural layer of the substrate is provided on the opposite surface of the surface provided,
The thickness of the second structural layer and the third structure layer state, and are more than 2 times the thickness of the first structural layer,
A semiconductor device , wherein a ratio (T2 / T3) of a thickness (T2) of the second structure layer and a thickness (T3) of the third structure layer is in a range of 0.7 to 1.3 .
前記第1絶縁層の厚みは0.1〜1.6μmの範囲にあり、前記第2絶縁層および前記The thickness of the first insulating layer is in the range of 0.1 to 1.6 μm, and the second insulating layer and the 第3絶縁層の厚みは5〜50μmの範囲にあり、The thickness of the third insulating layer is in the range of 5 to 50 μm,
前記基板の厚みは300μm未満である、請求項1から6のいずれか一項に記載の半導The semiconductor according to claim 1, wherein the thickness of the substrate is less than 300 μm. 体装置。Body equipment.
複数の素子が形成された基板を用意する工程と、
前記基板の片面側に、前記第1構造層を形成する工程と、
前記第1構造層上に、前記第2構造層を形成する工程と、
前記基板の前記第1構造層が設けられた面の反対面に第3構造層を形成する工程とを有する、半導体装置の製造方法。A manufacturing method for manufacturing the semiconductor device according to claim 1,
Preparing a substrate on which a plurality of elements are formed;
Forming the first structure layer on one side of the substrate;
Forming the second structure layer on the first structure layer;
Forming a third structure layer on a surface of the substrate opposite to the surface on which the first structure layer is provided.
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