(57)【要約】【課題】  半導体チップと配線との接続について、その強度向上と低抵抗化を可能にし、これによって接続信頼性を向上した半導体装置とその製造方法を提供する。【解決手段】  半導体チップ２と、半導体チップ２の端子４に接続する配線６とを備えた半導体装置である。半導体チップ２の端子４の最上層４ｃが、厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の金属層によって形成され、配線６が、金属微粒子の焼結体によって形成され、配線６と端子４との間の接続部が、配線６の一部が端子４の最上層４ｃ中に固相拡散した状態に形成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、該半導体チップの端子に接続する配線とを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体チップとして、前記端子の最上層が厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の金属層によって形成されたものを用い、
前記配線の形成材料として、金属微粒子を分散させてなる分散液を用い、
前記分散液を液滴吐出法で吐出して前記端子上に配した後、前記分散液を焼成して前記金属微粒子を焼結し、前記配線を形成するとともに、該配線の一部を前記端子の最上層中に固相拡散させて、該配線と前記端子との間を接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記端子の最上層が、金、銀、銅、スズ、インジウムのうちのいずれか一種からなる金属層によって形成されており、
前記配線の形成材料として、金、銀、銅のうちのいずれか一種からなる金属微粒子を分散させてなる分散液を用いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体チップをフレキシブル基板上に実装した後、前記端子に接続する前記配線を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記分散液の焼成を、１５０℃以上２５０℃以下の温度範囲で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体チップと、該半導体チップの端子に接続する配線とを備えた半導体装置であって、
前記端子の最上層が、厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の金属層によって形成され、
前記配線が、金属微粒子の焼結体によって形成され、
前記配線と前記端子との間の接続部が、前記配線の一部が前記端子の最上層中に固相拡散した状態に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記端子の最上層が、金、銀、銅、スズ、インジウムのうちのいずれか一種からなり、
前記配線が、金、銀、銅のうちのいずれか一種からなる金属微粒子の焼結体によって形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体チップが、前記端子を上に向けたフェースアップでフレキシブル基板上に実装されていることを特徴とする請求項５又は６記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップと配線との接続について、その強度向上と低抵抗化を可能にした半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カードサイズの電子機器をはじめ、各種の電子機器は、薄くかつ軽くなってきている。このような電子機器の薄厚化、軽量化に伴い、これに実装される各種デバイスも、薄い状態のままで実装されることが求められている。
デバイスの一例としてシリコン製のＩＣチップ（半導体チップ）を例にすると、近時、シリコンウエハの状態で裏面を削り、厚さ５０μｍ以下の極薄のＩＣチップを形成することが可能となっている。
【０００３】
ところで、このようなデバイスから外部に配線を引き出す方法としては、従来、異方性導電材料（ＡＣＦまたはＡＣＰ）を用いる方法や、ワイヤーボンディング（ＷＢ）による方法が知られている。
また、特に電気的接続の信頼性を向上した技術として、電極パッド間に圧力を加えることによって接合部に良好な固相拡散層を形成する方法も知られている（例えば、参考文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５８０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、異方性導電材料を用いる方法やワイヤーボンディングによる方法では、接合時の加圧力や超音波によって半導体チップにダメージが与えられ、接続信頼性が低下したり、甚だしい場合には半導体チップが破壊されてしまうこともある。
また、これら異方性導電材料を用いる方法やワイヤーボンディングによる方法、さらには電極パッド間に圧力を加えることで固相拡散層を形成する方法では、特に前記の極薄で機械的強度が低いＩＣチップの電気的接続に適用した場合に、加圧力や超音波によってクラック等のダメージが生じ、これにより接合強度が低下したり電気的な接続抵抗が増大し、接続信頼性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、半導体チップと配線との接続について、その強度向上と低抵抗化を可能にし、これによって接続信頼性を向上した半導体装置とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップと、該半導体チップの端子に接続する配線とを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体チップとして、前記端子の最上層が厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の金属層によって形成されたものを用い、
前記配線の形成材料として、金属微粒子を分散させてなる分散液を用い、
前記分散液を液滴吐出法で吐出して前記端子上に配した後、前記分散液を焼成して前記金属微粒子を焼結し、前記配線を形成するとともに、該配線の一部を前記端子の最上層中に固相拡散させて、該配線と前記端子との間を接続することを特徴としている。
【０００７】
この半導体装置の製造方法によれば、半導体チップの端子の最上層が厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の薄い金属層によって形成されているので、この金属層は、その形成時に金属の結晶が大きく成長せず、比較的小粒径のものとなる。すなわち、金属の結晶粒子はその粒径が最大でも膜厚までにしかならず、したがって小粒径のものにしかならないのである。よって、粒子間の界面（粒界）の面積が大きくなるため、固相拡散が起こり易くなる。
そこで、前記分散液を焼成して配線を形成すると、その一部が前記端子の最上層中に固相拡散する。したがって、このように配線の一部を前記端子の最上層中に固相拡散させて、該配線と前記端子との間を接続することにより、端子と配線との間に加圧力や超音波振動を加えることなく、接続部での接合強度の向上、及び低抵抗化を可能にすることができる。よって、接続信頼性を向上することができる。
また、このように端子と配線との間に加圧力や超音波振動を加えることなく、良好な接合強度を得ることができるので、特に半導体チップとして極薄のものを用いた場合にも、半導体チップにダメージを与えることなく、したがって破壊等を引き起こすことなく、良好な接合強度と低抵抗の接続構造を得ることができる。
【０００８】
また、前記半導体装置の製造方法においては、前記端子の最上層が、金、銀、銅、スズ、インジウムのうちのいずれか一種からなる金属層によって形成されており、前記配線の形成材料として、金、銀、銅のうちのいずれか一種からなる金属微粒子を分散させてなる分散液を用いるのが好ましい。
このようにすれば、端子の最上層を形成する金属と配線の形成材料としての金属との間で相互拡散が起こり易くなり、結果的に端子の最上層中に配線の一部が固相拡散し易くなる。
【０００９】
また、前記半導体装置の製造方法においては、前記半導体チップをフレキシブル基板上に実装した後、前記端子に接続する前記配線を形成するようにしてもよい。
このようにすれば、半導体チップをフレキシブル基板上に実装するので、得られる半導体装置が可撓性を有するものとなり、したがってその用途が大きく拡大する。また、前述したように接続部での接合強度が向上していることから、接合部分に曲げ応力が生じた場合にも、半導体チップの剥離等が生じることが防止される。
【００１０】
また、前記半導体装置の製造方法においては、前記分散液の焼成を、１５０℃以上２５０℃以下の温度範囲で行うのが好ましい。
このようにすれば、特に半導体チップに対しての熱によるダメージを緩和することができ、さらに、フレキシブル基板を用いた場合にはこのフレキシブル基板へのダメージも緩和することができる。
【００１１】
本発明の半導体装置は、半導体チップと、該半導体チップの端子に接続する配線とを備えた半導体装置であって、
前記端子の最上層が、厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の金属層によって形成され、
前記配線が、金属微粒子の焼結体によって形成され、
前記配線と前記端子との間の接続部が、前記配線の一部が前記端子の最上層中に固相拡散した状態に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
この半導体装置によれば、半導体チップの端子の最上層が厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の薄い金属層によって形成されているので、この金属層は、前述したようにその形成時に金属の結晶が大きく成長せず、比較的小粒径のものとなっている。したがって、粒子間の界面（粒界）の面積が大きくなり、固相拡散が起こり易くなっていることから、実際にこれらの間の接続部が、一部固相拡散したものとなっている。よって、これら接続部はその接合強度が向上し、低抵抗化されたものとなり、これによって接続信頼性が向上したものとなる。
また、このように端子と配線との間で良好な接合強度が得られるので、特に半導体チップとして極薄のものを用いた場合にも、端子と配線との間に加圧力や超音波振動が加えられることなく、したがって半導体チップにダメージが与えられることなく、良好な接合強度と低抵抗の接続構造が得られるようになる。
【００１３】
また、前記半導体装置においては、前記端子の最上層が、金、銀、銅、スズ、インジウムのうちのいずれか一種からなり、前記配線が、金、銀、銅のうちのいずれか一種からなる金属微粒子の焼結体によって形成されているのが好ましい。
このようにすれば、端子の最上層を形成する金属と配線の形成材料としての金属との間で相互拡散が起こり易くなり、結果的に端子の最上層中に配線の一部が固相拡散し易くなる。
【００１４】
また、前記半導体装置においては、前記半導体チップが、前記端子を上に向けたフェースアップでフレキシブル基板上に実装されていてもよい。
このようにすれば、半導体チップがフレキシブル基板上に実装されているので、半導体装置が可撓性を有するものとなり、したがってその用途が大きく拡大する。また、前述したように接続部での接合強度が向上していることから、接合部分に曲げ応力が生じた場合にも、半導体チップの剥離等が生じることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明における半導体装置の一実施形態を示す図であり、図１中符号１は基板、２はこの基板１に実装された半導体チップである。基板１は、本実施形態ではポリイミド等の樹脂からなるフレキシブル基板からなっており、テープ状またはシート状など、各種の形状に形成されたものが使用可能である。この基板１には、図１（ａ）の要部平面図である図１（ｃ）に示すように、その実装面側に銅等による配線パターン３が形成されている。配線パターン３は、その一端側が後述するように接続配線を介して半導体チップ２に接続され、他端側が外部装置の配線（図示せず）に接続されるようになっている。
【００１６】
また、基板１の実装面上には、前記配線パターン３の側方に、接着剤等からなる接着層（図示せず）を介して半導体チップ２が実装されている。この半導体チップ２は、例えば集積回路を形成してなる能動部品や、さらには抵抗器、キャパシタ、インダクタ等の受動部品からなり、これら各種の部品を、本発明においては半導体チップ２としている。なお、本実施形態では、半導体チップ２として、集積回路を形成した能動部品を用いている。この半導体チップ２は、本実施形態では５０μｍ以下の厚さに形成された極薄のもので、その一方の面側（表面側）にパッド（端子）４を有し、このパッド４を基板１と反対の側に向けた状態で実装された、すなわちフェースアップボンディングされたものである。また、基板１の実装面上には、この半導体チップ２を覆ってＳｉＯ２や絶縁性樹脂等からなる絶縁層５が形成されており、この絶縁層５には、前記パッド（端子）４を露出させる開口５ａが形成されている。
【００１７】
半導体チップ２のパッド４は、図１（ａ）の要部拡大図である図１（ｂ）に示すように、基層４ａと中間層４ｂと最上層（最外層）４ｃとからなる積層構造となっている。すなわち、半導体チップ２内の集積回路（図示せず）より引き出された厚さ１．５μｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）からなる基層４ａと、この基層４ａ上にメッキされて厚さ３μｍ程度に形成されたニッケル（Ｎｉ）からなる中間層４ｂと、この中間層４ｂ上にメッキされて厚さ０．４μｍ程度に形成された金（Ａｕ）からなる最上層４ｃとにより、パッド４が構成されている。
【００１８】
ここで、特に最上層４ｃは、後述するように接合配線６との間で実質的に接合層となる層であり、接合配線６を形成する金属を、固相拡散させるための下地層となるものである。したがって、接合配線６を形成する金属をより良好に固相拡散させるためには、この最上層４ｃとなる金属層は、これを形成する金属粒子間の界面（粒界）の面積が大きくなっているのが望ましい。
【００１９】
そこで、本発明では、このように金属層を形成する金属粒子間の界面（粒界）の面積を大きくするべく、このパッド４の最上層４ｃの厚さを、０．１μｍ以上１．０μｍ以下にしている。このように膜厚を薄く形成することで、得られた最上層４ｃ（金属層）は、形成時に金属の結晶が大きく成長せず、各金属粒子が比較的小粒径のものとなる。すなわち、金属の結晶粒子はその粒径が最大でも膜厚までにしかならず、したがって前記膜厚の範囲内であるため小粒径のものにしかならない。よって、金属粒子間の界面（粒界）の面積が大きくなるため、このパッド４の最上層４ｃは、これを下地層とすることで固相拡散が起こり易くなっている。
【００２０】
ここで、最上層４ｃの厚さを０．１μｍ以上１．０μｍ以下にしたのは、０．１μｍ未満では、均一な膜を形成するのが難しく、さらに、形成された金属層（最上層４ｃ）の粒界に、接合配線６の金属を十分に固相拡散させるだけでの容積が確保できないからである。また、１．０μｍを越えると、形成される金属粒子が比較的大粒径に成長し、金属粒子間の界面（粒界）の面積が十分に大きくならないからである。
【００２１】
なお、パッド４の構成については前記のものに限定されることなく、特にパッド４において実質的な接合層となる最上層４ｃについては、金（Ａｕ）以外にも例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）のうちのいずれか一種で形成することができる。また、Ａｕ等による単一層とすることなく、これらＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｉｎの複数からなる積層構造としてもよい。
【００２２】
この半導体チップ２のパッド４上と前記配線パターン３上には、図１（ｃ）に示したように接続配線（配線）６が形成されている。接続配線６は、後述するように液滴吐出法で形成されたもので、例えば金、銀、銅のうちのいずれか一種からなる金属微粒子、本実施形態では銀微粒子が焼結されて形成されたものである。このように接続配線６が前記パッド４と配線パターン３間に形成されていることにより、半導体チップ２は接続配線６を介して配線パターン３に電気的に接続され、これにより外部装置の配線（図示せず）に接続されるようになっている。
【００２３】
この接続配線６と前記パッド４の最上層４ｃとは、これらの間で形成される接続部で相互拡散が起こることにより、特に接続配線６の一部が最上層４ｃ中に固相拡散した状態で接続部が形成されている。すなわち、前述したようにパッド４の最上層４ｃは、その膜厚が薄いためこれを形成する金属粒子（金粒子）が小粒径になっており、したがって金属粒子間の界面（粒界）の面積が大きく、これによりこの最上層４ｃに固相拡散が起こり易くなっている。よって、後述するように最上層４ｃ上に接続配線６を液相法で形成することにより、最上層４ｃを形成する金属粒子（金粒子）の界面に、接続配線６となる金属材料が一部固相拡散しているのである。このように、接続配線６の一部が最上層４ｃ中に固相拡散しているので、接続配線６はパッド４の最上層４ｃに対して良好な接合強度でしかも低抵抗に接続されたものとなっている。
【００２４】
ここで、本発明においては、半導体チップ２のパッド４の最上層４ｃを形成する金属が、金、銀、銅、スズ、インジウムのうちのいずれか一種からなるのが好ましく、一方、接続配線６については、これを形成する焼結体が、金、銀、銅のうちのいずれか一種からなる金属微粒子によって形成されているのが好ましい。これらの金属を選択することにより、最上層４ｃを形成する金属と接続配線６の形成材料としての金属との間で相互拡散が起こり易くなり、結果的にパッド４の最上層４ｃ中に接続配線６の一部がより固相拡散し易くなるからである。
なお、このようにして形成された接続配線６は、これを覆う絶縁性樹脂等によって封止されている。
【００２５】
次に、このような構成からなる半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように基板１を用意し、これの上に半導体チップ２を接着等によって実装する。なお、半導体チップ２には、基層４ａ、４ｂ、４ｃからなるパッド４が形成されている。
基層４ａ、４ｂ、４ｃの形成は、メッキ法によって基層４ａ上にＮｉを析出させ、パッド４の中間層４ｂを形成する。さらに、メッキ法によって前記中間層４ｂ上にＡｕを析出させ、パッド４の最上層４ｃを形成を形成する。ここで、中間層４ｂ、最上層４ｃの形成に用いるメッキ法としては、無電解メッキ法、電解メッキ法のいずれも採用可能である。また、メッキ法に代えてスパッタ法を採用することも可能である。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように半導体チップ２を覆った状態で基板１上に、ＣＶＤ法等によって例えばＳｉＯ２を成膜し、絶縁層５を形成する。続いて、形成した絶縁層５をフォトレジスト法及びエッチング法を用いてパターニングし、前記パッド４（最上層４ｃ）を露出させる開口５ａを形成する。あるいは、前記パッド４（最上層４ｃ）を露出させるような絶縁層５となる樹脂層を液滴吐出法で形成する。
このようにしてパッド４を形成すると、特にその最上層４ｃは、金属（金）の結晶が膜厚以下にしか成長せず、したがって各金属粒子が比較的小粒径のものとなる。よって、金属粒子間の界面（粒界）の面積が大きくなるため、このパッド４の最上層４ｃは、これを下地層とすることで固相拡散が起こり易くなる。
【００２７】
次いで、得られたパッド４の最上層４ｃと前記配線パターン３上とを接続させるべく、これらの間に、図２（ｃ）に示すように液滴吐出法によって金属微粒子の分散液を吐出し配する。液滴吐出法としては、インクジェット法やディスペンサ法などが採用可能であるが、特にインクジェット法が、所望位置に所望量の液状材料を配することができるため好ましく、本実施形態ではインクジェット法を用いるものとする。
【００２８】
ここで、インクジェット法による吐出を行うのに好適に用いられる液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）について説明する。液滴吐出ヘッド３４は、図３（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部は液状材料で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５から液状材料を噴射するためのノズル孔１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状材料を供給するための孔１９が形成されている。
【００２９】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図３（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当する液状材料が、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル孔１８から基板１に向けて液状材料（分散液）の液滴２２が吐出される。
【００３０】
吐出する分散液としては、例えば金、銀、銅のいずれか一種の金属微粒子を、分散液に分散させてなるものが用いられる。特に本実施形態では、前述したように銀微粒子を分散液に分散させてなるものが用いられている。本発明において用いられる金属微粒子については、その分散性を向上させるため、表面に有機物などをコーティングして用いることもできる。金属微粒子の表面にコーティングするコーティング材としては、例えば立体障害や静電反発を誘発するようなポリマーが挙げられる。また、金属微粒子の粒径は５ｎｍ以上、０．１μｍ以下であるのが好ましい。０．１μｍより大きいと、吐出ヘッドのノズルの目詰まりが起こりやすく、インクジェット法による吐出が困難になるからである。また５ｎｍより小さいと、金属微粒子に対するコーティング材の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となるからである。
【００３１】
金属微粒子を分散させる分散液としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上、２００ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上、２６６００Ｐａ以下）であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高い場合には、吐出後に分散液が急激に蒸発してしまい、良好な膜（配線膜）を形成することが困難となるためである。
また、分散液の蒸気圧は、０．００１ｍｍＨｇ以上、５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上、６６５０Ｐａ以下）であることがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、インクジェット法（液滴吐出法）で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるからである。一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い分散液の場合、乾燥が遅くなって膜中に分散液が残留しやすくなり、後工程の加熱処理後に良質の導電膜（配線）が得られにくくなるからである。
【００３２】
使用する分散液としては、前記の金属微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されないが、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、テトラデカン、デカリン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、又はエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を挙げることができる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また、インクジェット法への適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、更に好ましい分散液としては水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散液は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用できる。
【００３３】
前記金属微粒子を分散液に分散する場合の分散質濃度、すなわち金属微粒子濃度は、１質量％以上、８０質量％以下であり、所望の接続配線６の膜厚に応じて調整することができる。１質量％未満では後の加熱による焼成処理に長時間を要することになり、また、８０質量％を超えると凝集をおこしやすくなって均一な膜が得られにくくなるからである。
【００３４】
前記金属微粒子の分散液の表面張力は、０．０２Ｎ／ｍ以上、０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲に入ることが好ましい。インクジェット法にて液状体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、この液状体のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるからである。
【００３５】
上記分散液の粘度は、１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましい。インクジェット法にて吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には、吐出ヘッドのノズル周辺部がインク（分散液）の流出によって汚染されやすく、また、粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合には、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなって円滑な液滴の吐出が困難になるからである。
【００３６】
本実施形態では、金属微粒子として、平均粒径が５ｎｍで樹脂をコーティングした後の平均粒径が７ｎｍの銀微粒子を用い、これをテトラデカンに分散させてなる分散液（ＵＬＶＡＣ社製）を用いている。このような銀微粒子の分散液の液滴２２を、図３（ｂ）に示したように液滴吐出ヘッド３４から吐出し、基板１上の接続配線６を形成すべき場所に滴下し、接続配線６の前駆体６ａを形成する。このとき、液だまり（バルジ）が生じないように、続けて吐出する液滴の重なり程度を制御する必要がある。また、一回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出し、２回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出方法を採用することもできる。
【００３７】
このようにして接続配線６の前駆体６ａを形成したら、これを加熱処理することによって焼成し、金属微粒子（銀微粒子）を焼結して図１（ａ）〜（ｃ）に示したように接続配線６を形成する。焼成温度については、１５０℃以上２５０℃以下の温度範囲とするのが好ましく、特に金からなるパッド４（最上層４ｃ）に銀微粒子からなる接続配線６を形成する本実施形態では、２００℃程度で２時間焼成処理するのが望ましい。焼成温度を１５０℃未満にすると、焼成が十分になされず、固相拡散が良好に起こらなくなるおそれがあるからであり、２５０℃を越えると、半導体チップ２に対しての熱によるダメージが無視できなくなり、また、基板１としフレキシブル基板を用いた場合には、このフレキシブル基板に対してのダメージも大きくなってしまうからである。
【００３８】
このようにして加熱処理（焼成処理）を行うと、パッド４の最上層４ｃは前述したように固相拡散が起こり易くなっているので、接続配線６の前駆体６ａ（分散液）を形成する金属微粒子（銀微粒子）の一部が、最上層４ｃを形成する金属粒子間の界面（粒界）に固相拡散し、その状態で最終的に焼結する。
【００３９】
ここで、前記したようにして接続配線６を形成した後、パッド４の最上層４ｃと接続配線６との界面部分を剥離して試料を作製し、この試料を以下のようにして分析することで、前記の最上層４ｃと接続配線６との界面部分において固相拡散が起こっていることを確認した。
まず、試料の作製にはミクロトーム加工装置（日本電子社製；ＵＬＴＲＡＣＵＴ−Ｊ）、および集束イオンビーム加工装置（セイコーインスツルメンツ社製；ＳＭＩ−９２００）を用いた。そして、得られた試料について最上層４ｃと接続配線６との界面部分の側断面を、走査型電子顕微鏡（日立製作所社製；Ｓ４５００）を用いて調べ、ＳＥＭ像（ＳＥＭ写真）を得た。
【００４０】
次いで、同じ試料について、そのＳＥＭ像を撮った箇所と同一の箇所について、電子線を照射して発生するオージェ電子を利用し、表面積の元素分析を行うＡＥＳ法（オージェ電子分光法）により、前記接続配線６から最上層４ｃ側に向かう、膜の深さ方向でのＡＥＳライン分析を行った。なお、このＡＥＳライン分析は、パーキンエルマー社製のＰＨＩ−６７０を用いて行った。得られた結果を図４のグラフに示す。
【００４１】
図４において、横軸は試料の表面からの距離（深さ）を示し、縦軸は、元素量を示している。この図４より、試料の表面から約１．５μｍまでは、接続配線６となる銀（Ａｇ）がほとんどであるが、それからさらに約２．０μｍの深さまで、すなわち０．４μｍの膜厚に形成した最上層４ｃに相当する部分では、最上層４ｃを形成する金（Ａｕ）以外にも、比較的大きな割合でＡｇが存在していることが分かる。したがって、最上層４ｃ中に、接続配線６を形成する金属の一部がかなりの割合で固相拡散していることが分かった。
【００４２】
このように本実施形態の製造方法によれば、半導体チップ２のパッド４の最上層４ｃを厚さ０．１μｍ以上１．０μｍ以下の薄い金属層としているので、固相拡散が起こり易くなっており、結果として前記分散液を焼成して接続配線６を形成すると、その一部が前記パッド４の最上層４ｃ中に固相拡散する。よって、このように接続配線６とパッド４との間を接続することにより、パッド４と接続配線６との間に加圧力や超音波振動を加えることなく、接続部での接合強度の向上、及び低抵抗化を可能にすることができ、これによって接続信頼性を向上することができる。
すなわち、固相拡散によって接合界面が非常に強固になり、したがって機械的な接続強度を格段に向上すると同時に、電気的な接触抵抗の低減を図ることができる。
【００４３】
また、接合界面（金属界面）に圧力を加えることなく、パッド４と接続配線６との間の接合強度の向上と低抵抗化を図ることができるため、例えば５０μｍ以下と極薄であり、したがって機械強度が低い半導体チップ２を実装する場合でも、これにダメージを与えることなく、したがって破壊等を引き起こすことなく、この半導体チップ２から容易に配線を引き出すことができる。また、このように極薄の半導体チップ２の実装が可能になることから、特にこの半導体チップ２をフレキシブル基板に実装することで、半導体チップ２の接合部分に曲げ応力が生じた場合にも、フレキシブル基板に対する半導体チップ２の界面剥離を防止することができる。
【００４４】
また、このようにして得られた半導体装置にあっては、前述したように半導体チップ２のパッド４の最上層４ｃと接続配線６との間の接続部が一部固相拡散しているので、この接続部での接合強度が向上し、かつ低抵抗化されたものとなり、したがって接続信頼性が向上したものとなる。
さらに、このようにパッド４と接続配線６との間で良好な接合強度が得られるので、特に半導体チップ２として極薄のものを用いた場合にも、端子と配線との間に加圧力や超音波振動が加えられることなく、したがって半導体チップ２にダメージが与えられることなく、良好な接合強度と低抵抗の接続構造が得られるようになる。
【００４５】
また、極薄の半導体チップ２がフレキシブル基板上に実装されているので、半導体装置自体が可撓性を有するものとなり、したがってその用途が大きく拡大する。また、前述したように接続部での接合強度が向上していることから、接合部分に曲げ応力が生じた場合にも、半導体チップ２の剥離等が生じることが防止されたものとなる。
【００４６】
したがって、本発明の半導体装置は、液晶装置、有機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電気光学装置などの電子機器の部品などとして好適に用いられる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、基板としてフレキシブル基板を用いることなく、ガラス等の硬質の基板を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の半導体装置の一実施形態を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は図１に示した半導体装置の製造工程説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は液滴吐出ヘッドの説明図である。
【図４】固相拡散を確認するための実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１…基板、２…半導体チップ、３…配線パターン、４…パッド（端子）、
４ｃ…最上層、５…絶縁層、６…接続配線（配線）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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