(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップに形成される端子電極上にバリアメタルが選択的に被着され、前記バリアメタル上に突起電極が形成され、前記突起電極がガラス基板上の透明電極に固着される半導体集積回路において、
前記半導体チップが裏面に前記半導体チップの製造工程において形成された光を遮断する遮光金属層を有することを特徴とする半導体集積装置。
【請求項２】
前記光を遮断する遮光金属層が前記半導体チップの能動素子領域上に表面保護膜を介して選択的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体集積装置。
【請求項３】
前記光を遮断する遮光金属層が前記半導体集積装置のグランド電極または前記透明電極に固着される突起電極の一部に電気的に接続されるよう形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体集積装置。
【請求項４】
前記光を遮断する遮光金属層が前記バリアメタルと同一の金属膜で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体集積装置。
【請求項５】
半導体チップに形成される端子電極上にバリアメタルが選択的に被着され、前記バリアメタル上に突起電極が形成され、前記突起電極がガラス基板上の透明電極に固着される半導体集積装置において、
前記半導体チップの電源のアルミニウム配線にスリットが設けられていて、少なくとも前記電源のアルミニウム配線の一部であって前記スリットを含む部分または前記電源のアルミニウム配線と接合される基板電源拡散部の一部であって前記スリットを含む部分を除いて、光を遮断する遮光金属層が半導体チップの表面上に表面保護膜を介して選択的に形成されていることを特徴とする半導体集積装置。
【請求項６】
前記光を遮断する遮光金属層が前記半導体集積装置のグランド電極または前記透明電極に固着される突起電極の一部に電気的に接続されるよう形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体集積装置。
【請求項７】
前記光を遮断する遮光金属層が前記バリアメタルと同一の金属膜で形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体集積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積装置に関し、特に液晶表示装置などの表示装置に適用されるＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ  ）実装の半導体集積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＯＧモジュールは半導体チップが実装される基板自体が透明なことから表示装置への適用に適した特性を有している。表示装置用途の中でも液晶ディスプレイに用いられるＣＯＧモジュールは、薄型、軽量、部品数の削減、接合回数の少なさから低コストな実装が可能なこともあって、従来のＴＡＢ（Ｔａｐｅ  ＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）実装方式やＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ  ）実装方式からの置き換えが増加している。
【０００３】
図４は液晶表示用のＣＯＧモジュールの代表的な構造を示す断面図である。この図において、ＣＯＧモジュールは、液晶表示部制御用の半導体チップ１と液晶表示部２とがガラス基板３に実装されることによって構成され、液晶表示部２の視野方向は図の上方からとする。半導体チップ１はたとえば金バンプという突起電極４を有し、この突起電極４は異方性導電膜５を介してガラス基板３の上に形成された透明電極６に接続される。すなわち、半導体チップ１の大きさ以上の面積を有する異方性導電膜５を透明電極６の上に貼付し、その上から半導体チップ１を熱圧着すると、突起電極４と透明電極６との間に位置する異方性導電膜５の局所的な加圧領域では、その中に散在する導電ビーズが互いに接触して連続した電気的パスが得られるようになり、絶縁状態から導電状態に変わって、突起電極４と透明電極６との電気的な接合が得られるものである。液晶表示部２は、ガラス基板３に形成された透明電極６とガラス基板７上に形成された透明電極８との間に液晶９を封止することによって構成される。ガラス基板７の周囲は導電性スペーサ１０によってガラス基板３と接続されており、ガラス基板３に形成されて半導体チップ１の突起電極４と接続される配線とガラス基板７上に形成された透明電極８との電気的な接続を行っている。これにより、液晶表示部２は、半導体チップ１から出力される駆動信号を透明電極６および透明電極８が受け、対応する電極位置の液晶の光の透過を制御し、表示を行うようになっている。
【０００４】
ここで、半導体チップ１は、シリコン基板の表面に不純物を注入し、拡散などにより形成されるＰ型およびＮ型のトランジスタで回路素子が構成されている。このため、半導体チップ１の回路素子が形成されている表面に光が与えられると、回路素子のＰＮ接合部の中にはその光によって励起されて起電力を発生することがあり、この光起電力効果により、回路が誤動作してしまうことがある。たとえば、液晶表示部２は正しい表示をしなくなって表示文字が化けたり、あるいは回路がラッチアップして半導体チップ１を破壊してしまうような場合もある。これを防止するために、半導体チップ１が実装される側と反対側であって、半導体チップ１の実装位置に対応する位置のガラス基板３の表面に、遮光性シール１１が貼付され、ガラス基板３を介して半導体チップ１の裏面に入る光１２を遮光性シール１１で遮断するようにしている。
【０００５】
図５は視野方向とチップ実装方向とが逆の液晶表示用のＣＯＧモジュールの構造を示す断面図である。この図において、液晶表示部２の視野方向が異なるだけで、ＣＯＧモジュールの構造は図４に示したものとほぼ同じである。したがって、各構成要素は同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０００６】
図示の構造のＣＯＧモジュールの場合、光は図の上方向から入射するため、液晶表示部２のシールドのやり方によっては、半導体チップ１の裏面に直接光が入射することがある。その対策として半導体チップ１の裏面を黒い減光性のある樹脂で覆ったり、遮光性シール１１を半導体チップ１の裏面に直に貼ることにより、半導体チップ１の裏面に入射する光を遮断するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラス基板３の半導体チップ１が実装された面と反対側の面に遮光性シール１１を貼付する遮光対策は、半導体チップ１の表面に直接入射する光１２に対しては遮光性シール１１により入射光による誤動作に対して効果が得られるが、液晶表示部２へ斜めに入射する光に対しては、ガラス内をその界面で反射して半導体チップ１の裏面まで伝達してくることがあるので、遮光性シール１１の効果は薄く、半導体チップ１が表示文字の化けなどの誤動作をしたり、ラッチアップにより半導体チップ１が破壊したりすることがあるという問題があった。
【０００８】
また、半導体チップ１の裏面へ入射する光の遮光対策として、半導体チップ１の裏面を黒い減光性のある樹脂で覆ったり、遮光性シール１１を直に貼る場合があるが、これは、弱い光に対しては遮光の効果があるが、屋外で使用したときのように入射する光が強い場合には、効果が薄く、半導体チップ１の誤動作または破壊を招くことがあるという問題がある。
【０００９】
さらに、半導体チップ１の裏面を黒い減光性のある樹脂で覆う遮光対策にあっては、耐光性を向上させるためには、数ミリの厚みを持たせる必要があるが、ＣＯＧモジュールを組み込む製品の実装構造によっては、半導体チップ１の裏面にそのような厚みのある樹脂を設けるスペースさえないこともあるという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、半導体チップ自体に遮光機能を持たせることにより、誤動作が発生するまでの許容光量値の大きい耐光量の優れた半導体集積装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、半導体チップに形成される端子電極上にバリアメタルが選択的に被着され、前記バリアメタル上に突起電極が形成され、前記突起電極がガラス基板上の透明電極に固着される半導体集積回路において、前記半導体チップが裏面に前記半導体チップの製造工程において形成された光を遮断する遮光金属層を有することを特徴とする半導体集積装置が提供される。
【００１２】
このような半導体集積装置によれば、半導体チップの裏面に形成された遮光金属層が半導体チップの裏面から入射する光を遮断し、半導体チップに形成された能動素子までは光が到達しない。これにより、半導体チップの裏面からの光に対して遮光できることから、光起電力効果による半導体チップの誤動作およびラッチアップによる半導体チップの破壊に強い半導体集積装置となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を、ＣＯＧモジュールの液晶表示部制御用の半導体チップに適用した場合を例に図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明による半導体チップの要部断面を示す図である。図１において、シリコン基板２１上には能動素子２２が形成され、その後、シリコン基板２１および能動素子２２の全面に絶縁膜２３が形成され、その上にアルミニウム電極部２４および必要なアルミニウム配線がスパッタにより形成され、そして、その上に表面保護膜２５が形成される。次に、表面保護膜２５に対し、液晶駆動用出力信号などを取り出すアルミニウム電極部２４の領域の一部を開口し、バリアメタルをスパッタし、金メッキにより突起電極２７を形成する。その後、バリアメタルをエッチングし、端子電極用バリアメタル２６を残すようにしている。以上は、従来の半導体チップの構成と同じ構成であるが、本発明による半導体チップでは、シリコン基板２１の裏面に光を遮断するための裏面遮光金属層２８が形成された構成を有している。
【００１５】
このシリコン基板２１の裏面に形成される裏面遮光金属層２８は、たとえば配線の形成などに使用されるアルミニウムをスパッタすることによって形成される。この裏面遮光金属層２８は半導体チップの裏面に入射してくる光に対して十分に遮光することができるので、入射光が能動素子２２まで達することがなく、したがって、光起電力効果による半導体チップの誤動作をなくすことができる。
【００１６】
また、裏面遮光金属層２８として、突起電極２７を形成する前に端子電極用バリアメタル２６をスパッタにて形成する金属と同じバリアメタルを使用することができる。このバリアメタルもアルミニウムと同様に、十分な遮光性を有し、ＣＯＧモジュールの液晶表示部制御用の半導体チップとして十分な耐光性を確保することができる。なお、半導体チップの製造工程的には一工数増えることになるが、端子電極用バリアメタル２６を形成するバリアメタルのスパッタの際に、異なるロットの半導体チップに対して同時にバリアメタルのスパッタを行うよう処理することにより、特に裏面遮光金属層２８を形成するための独立した工程を必要とせず、量産性を損なうことがない。
【００１７】
図２は本発明による半導体チップの別の実施の形態を示す要部断面図である。この実施の形態では、半導体チップの裏面に加えて、半導体チップの表面にも能動素子２２の領域上を覆うよう遮光金属層を形成し、半導体チップの表側の面に入射された光に対しても、これを遮断するようにしている。
【００１８】
図２において、図１と同じ部分には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図示の半導体チップによれば、能動素子２２が存在する領域だけを選択的に覆うように、表面保護膜２５の上に表面遮光金属層２９を形成するようにしている。この表面遮光金属層２９は、たとえばアルミニウムをスパッタすることによって形成される。あるいは、端子電極用バリアメタル２６を形成するとき、バリアメタルをスパッタして端子電極用バリアメタル２６の領域を残すようバリアメタルをエッチングするが、その際に、表面遮光金属層２９の領域をも残すようにバリアメタルをエッチングすることで、バリアメタルの表面遮光金属層２９を端子電極用バリアメタル２６と同様に形成することができる。バリアメタルの表面遮光金属層２９でもアルミニウムと同様に十分な耐光性を確保することができる。
【００１９】
ここで、裏面遮光金属層２８および表面遮光金属層２９は半導体チップのグランド電極または液晶表示用電源電極として透明電極に固着される突起電極に電気的に接続するように形成してある。裏面遮光金属層２８は半導体チップの裏面を全面的に覆い、表面遮光金属層２９は突起電極２７の領域を除いた能動素子２２の領域を選択的に覆うようにしているので、裏面遮光金属層２８および表面遮光金属層２９を半導体チップのグランド電極または液晶表示用電源電極に電気的に接続することにより、能動素子２２は電磁的にシールドされていることになり、外来雑音に対して高い耐雑音性を有する半導体チップにすることができる。また、電源ラインに雑音が混入したときにも能動素子２２はその雑音により誤動作を起こすことがあるが、加えて、雑音が入ることによって、耐光量にも影響を与えることがある。裏面遮光金属層２８および表面遮光金属層２９を半導体チップのグランド電極または液晶表示用電源電極に電気的に接続することにより、電源ラインに混入した雑音によって、能動素子２２が誤動作を起こしてしまう雑音電圧値を上げるのみならず、誤動作を起こす光量値を下げてしまうことを避けることができる。
【００２０】
たとえば、裏面遮光金属層２８および表面遮光金属層２９によって全面を遮光するとともにこれらの裏面遮光金属層２８および表面遮光金属層２９をグランド電極に電気的に接続した半導体チップは、ハロゲンランプを照射しながらノイズ試験機により、能動素子２２が誤動作を起こすインパルスノイズの波高値を調べると、何ら遮光対策を施していない場合に比べて、波高値で３０数ボルト高くなった。また、ハロゲンランプを照射しないときでも、誤動作を開始する雑音の波高値で３０ボルト程度高くなった。したがって、遮光対策を施すとともに裏面遮光金属層２８および表面遮光金属層２９をグランド電極などに接続することにより、誤動作開始する雑音の電圧値および光量値を高くすることができた。
【００２１】
次に、製造プロセスや製造コストの増加などの理由で、裏面を遮光のための金属層で覆うことができないような半導体チップに対しても耐光量が改善される半導体チップの構成について説明する。ここでは、電源のアルミニウム配線の形成時に設けられる細長い裂け目のスリットおよびそのスリットを含む電源のアルミニウム配線と電源拡散層との接合部分の中心部に作られるスリットが、半導体チップの裏面から入射した光に対して耐光性を向上させる作用をする。なお、電源のアルミニウム配線の形成時に設けられるスリットは、一般に次のような目的で使用されている。すなわち、電源線は一般的にパターン形状を幅広く形成してアルミニウム配線による抵抗を低くなるように工夫されているが、このような幅広いアルミニウムにスリットを設けることにより、アルミニウム粒子の突起化が防止されたり、フォト加工での露光時における反射が緩和されるといった効果がある。
【００２２】
図３は本発明による半導体チップのさらに別の実施の形態を示す図であって、（Ａ）は半導体チップの要部断面図であり、（Ｂ）はその部分的な平面図である。この実施の形態では、半導体チップの表面の突起電極２７の領域を除いた全面を表面遮光金属層で覆うのではなく、電源のアルミニウム配線のスリットを含む領域または電源のアルミニウム配線と電源拡散層との接合部分のコンタクトホール部を含む領域は覆わないで露出させるようにしたものである。
【００２３】
図３において、図２と同じ部分には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。ここで、半導体チップのロジック電源となる電源拡散層３０がシリコン基板２１上に形成されている。この電源拡散層３０の上に絶縁膜２３を形成した後、電源拡散層３０の絶縁膜２３を一部除去してコンタクトホール部３１を形成してから、アルミニウムをスパッタすることにより、アルミニウム配線３２が形成され、同時にコンタクトホール部３１を介して電源拡散層３０とアルミニウム配線３２との電気的な接合が行われ、アルミニウム配線３２から電源拡散層３０を介して能動素子２２の領域への給電を行うことが可能になる。また、アルミニウム配線３２を形成するときには、要所にスリットが形成される。図示の例では、コンタクトホール部３１に囲まれた領域にスリット３３が形成され、それ以外のアルミニウム配線３２の一部にスリット３４が形成されている。そして、この上に、表面保護膜２５を介して、能動素子２２の領域外の電源拡散層３０上のコンタクトホール部３１の領域および能動素子２２の領域外のアルミニウム配線３２のスリット３４を含むアルミニウム配線３２の一部の領域を露出させるようにして、それ以外の表面領域に表面遮光金属層２９を形成する。この表面遮光金属層２９は、アルミニウムをスパッタするか、突起電極２７を形成するための端子電極用バリアメタル２６の形成時に、同時にバリアメタルをスパッタすることによって形成される。
【００２４】
このように、アルミニウム配線３２のコンタクトホール部３１およびスリット３４のある領域を残して他を表面遮光金属層２９で覆うようにしたことにより、半導体チップの裏面から入射した光の一部をコンタクトホール部３１のスリット３３および他の領域のスリット３４から表面の外へ逃がすことが可能になる。能動素子２２が誤動作を起こす原因は半導体チップの裏面から入射した光のうち、能動素子２２に直接入射する光の他に、能動素子２２以外の領域に入射した光が表面遮光金属層２９の内側の界面で反射してシリコン基板２１の中に戻り、さらにシリコン基板２１の中で乱反射することなどにより、能動素子２２の横方向から入射してくる散乱光がある。この散乱光の原因となる光をスリット３３，３４を通じて半導体チップの表面の外へ逃がすことにより、散乱光の光パワーを減少させることができ、能動素子２２が誤動作を開始する光量を高めることができる。実験によれば、半導体チップの裏面からハロゲンランプの光を照射したときに光起電力効果により能動素子２２が誤動作を開始する光出力は、表面遮光金属層２９がないときで１２．５ｍＷ、スリット３３，３４を残して表面遮光金属層２９を形成したときが１４．５ｍＷ、そして、全面に表面遮光金属層２９を形成したときが６ｍＷであった。この実験結果から、半導体チップの裏面から入射した光が半導体チップの表面の外へまったく逃げることができない場合は耐光量が最も悪く、また、表面遮光金属層２９がない場合は、スリット３３，３４から光を逃がすようにしたときよりも耐光量が多少悪いことが分かる。つまり、半導体チップの裏面からの光に対して、コンタクトホール部３１、スリット３４を残して表面遮光金属層２９を形成した場合が、全面を覆う場合よりも、また、表面遮光金属層２９がない場合よりも耐光量が向上しているのである。
【００２５】
また、コンタクトホール部３１、スリット３４を残して半導体チップの表面を覆った表面遮光金属層２９を半導体チップのグランド電極または液晶表示用電源電極に電気的に接続するように構成することもできる。突起電極２７の領域およびアルミニウム配線３２のコンタクトホール部３１、スリット３４を除いた半導体チップの表面を選択的に覆うようにした表面遮光金属層２９は、能動素子２２の表側の面をシールドしていることになり、半導体チップの表面からの外来雑音に対して高い耐雑音性を有することができる。また、半導体チップのグランド電極または液晶表示用電源電極に電気的に接続した表面遮光金属層２９は広い面積を有しているので、電源ラインに混入した雑音を吸収することができ、これにより能動素子２２を誤動作開始させる雑音電圧値を高めることになるため、耐雑音性の高い半導体チップを構成することが可能になる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、半導体チップの裏面または表面にその半導体チップの製造工程において遮光用の金属層を形成するように構成した。これにより、半導体チップの裏面または表面から入射する光に対して耐光性を向上させることができる。また、裏面に遮光用の金属層を形成することができない半導体チップに対しては、その表面に遮光用の金属層を形成するとき、アルミニウム配線のスリットを覆わないようにすることで、半導体チップの裏面から入射した光を半導体チップの表面の外へ逃がすことができ、全面を覆う場合およびまったく覆わない場合に比べて耐光性を向上させることができる。
【００２７】
また、遮光用の金属層自体を半導体チップのグランド電極または液晶表示用電源電極に電気的に固定・強化させることにより、電源に混入した雑音に対して抑制効果があり、耐光性も向上する。これにより、遮光性シールを貼る対策では不十分であった遮光対策に対して耐光性を向上させることができ、したがって、チップの誤動作やラッチアップによるチップの破壊を防ぐことができ、特に、太陽光を直接浴びるような環境で使用される携帯機器に搭載されるＣＯＧモジュールの品質を向上させることができる。
【００２８】
さらに、チップ裏面を厚い遮光性樹脂で覆ったりする遮光対策を採らなくて済むため、ＣＯＧモジュールを組み込む製品の実装構造を考慮する必要がない。また、チップ表面の遮光対策として遮光用の金属層に突起電極製造工程のバリアメタルを使用することにより、工程数が増えてコストアップするということがなく、遮光用の金属層を形成することができる。一方、チップ裏面の遮光対策としても、同バリアメタル工程を使用することは１工数増えることになるが、量産性が上がれば、他遮光性材料を模索するより経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体チップの要部断面を示す図である。
【図２】本発明による半導体チップの別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図３】本発明による半導体チップのさらに別の実施の形態を示す図であって、（Ａ）は半導体チップの要部断面図であり、（Ｂ）はその部分的な平面図である。
【図４】液晶表示用のＣＯＧモジュールの代表的な構造を示す断面図である。
【図５】視野方向とチップ実装方向とが逆の液晶表示用のＣＯＧモジュールの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２１  シリコン基板
２２  能動素子  
２３  絶縁膜
２４  アルミニウム電極部
２５  表面保護膜
２６  端子電極用バリアメタル
２７  突起電極
２８  裏面遮光金属層
２９  表面遮光金属層
３０  電源拡散層
３１  コンタクトホール部
３２  アルミニウム配線
３３，３４  スリット
【図１】
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【図２】
0003547940.tif 000003
【図３】
0003547940.tif 000004
【図４】
0003547940.tif 000005
【図５】
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