(57)【要約】  集積回路（２）を有するチップ（１）の場合、少なくとも２つの誘電体層（６、７、・・・・・Ｈ、Ｌ、Ｈ）を有する誘電体ミラーコーティング（３）が、少なくとも１つの集積回路（２）用の光保護手段として、チップ（１）の表面の少なくとも一部分上に付着される。
2008507851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの集積回路（２）を有する、且つ、前記少なくとも１つの集積回路（２）用の光保護手段を有する、チップ（１）であって、少なくとも２つの誘電体層（６、７、・・・・・Ｈ、Ｌ、Ｈ）を有する誘電体ミラーコーティング（３）が、光保護手段として、前記チップ（１）の表面の少なくとも一部分上に付着される、チップ（１）。
【請求項２】
前記誘電体ミラーコーティング（３）は、前記少なくとも１つの集積回路（２）の少なくともある領域にわたって、前記少なくとも１つの集積回路（２）が実現される前記チップ（１）の少なくともある側（４）で付着され、前記領域において、前記少なくとも１つの集積回路（２）の能動素子が実現される、請求項１に記載のチップ。
【請求項３】
前記誘電体ミラーコーティング（３）は、前記少なくとも１つの集積回路（２）が実現される前記側（４）の反対側にある前記チップ（１）の少なくともある側（５）で付着される、請求項１または２に記載のチップ。
【請求項４】
前記誘電体ミラーコーティング（３）の最外誘電体層（６）は、直接隣接する内部の誘電体層（７）より高い屈折率を有する、請求項１または２に記載のチップ。
【請求項５】
少なくとも１つの集積回路（２）を有する、且つ、前記少なくとも１つの集積回路（２）用の光保護手段を有する、チップ（１）の、製造方法であって、誘電体ミラーコーティング（３）が、光保護手段として、前記チップ（１）の表面の少なくとも一部分上に付着され、高い屈折率を有する少なくとも１つの誘電体層（Ｈ）および低い屈折率を有する誘電体層（Ｌ）が、前記誘電体ミラーコーティング（３）を備えるように前記チップ（１）に付着される、方法。
【請求項６】
前記誘電体ミラーコーティング（３）は、前記少なくとも１つの集積回路（２）の少なくともある領域にわたって、前記少なくとも１つの集積回路（２）がすでに実現されている前記チップ（１）の少なくともある側（４）で付着され、前記領域において、前記少なくとも１つの集積回路（２）の能動素子が実現される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記誘電体ミラーコーティング（３）は、前記少なくとも１つの集積回路（２）がすでに実現されている前記側（４）の反対側にある前記チップ（１）のある側（５）で付着される、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
直接隣接する内部の誘電体層（７）より高い屈折率を有する層が前記誘電体ミラーコーティング（３）の最外誘電体層（６）として付着される、請求項５から７の１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの集積回路を有する、且つ、その少なくとも１つの集積回路用の光保護手段を有するチップに関する。
【０００２】
本発明はさらに、少なくとも１つの集積回路を有する、且つ、その少なくとも１つの集積回路用の光保護手段を有するチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、チップには光保護を備えることが必要である。というのは、チップにおいて使用される半導体は、概して、光電効果の点から、高い光電性（light sensitivity）を有するからである。
【０００４】
使用される半導体材料のゆえに、チップに関して生じる問題は、チップの機能が、ＵＶ、ＶＩＳおよびＩＲ範囲内の少量の光ですら、チップの保護されていない表面上に入射することによって、生成される結果的な電荷のために根本的に影響を受ける、または実際に妨げられる可能性があることである。さらに、特定の波長の光で照射することによって、チップに侵入するために、セキュリティチップ用に使用される回路など、ある種のセキュリティ回路を故意に非活動化することが可能である（ジャパニーズツーリストアタック（Japanese Tourist Attack））。このため、チップは通常、光保護層を有し、その光保護層は、光に対して保護する仕事を担う。そのような光保護層は、しばしばブラックエポキシコーティングによって実現され、そのブラックエポキシコーティングは、仕上げ層としてチップ上に付着（アプライ）される。この場合、光保護は、エポキシ樹脂と混合される着色剤、色素または炭素粒子によって達成されるので、十分に高い光吸収を達成するために、ある最小層厚が必要とされる。しかし、そのようなエポキシコーティングは、無線周波数識別応用例（ＲＦＩＤ応用例）で使用されるものなど極端に薄いチップの実現には適さない厚さを有する。というのは、エポキシコーティングは、チップの厚さ全体を非常に厚くするからである。さらに、多くの場合、添加される着色剤が実際には高い割合のイオンを有するので、腐食問題のリスクがある。そのような腐食問題を排除するために、超高純度の「着色剤」を使用することができるが、これらは、それらの製造に必要とされる複雑な精製工程のために非常に高価である。さらに、たいていの場合、光保護層を付着することは、チップ生産工程に一体化させることができず、チップの実際の製造とは別々に実行されなければならないという問題がある。というのは、光保護層の製造に従来使用されている材料および方法、たとえばウェット化学法は、チップ生産工程における汚染のリスクを表すからである。
【０００５】
文献ＤＥ  １９８  ４０  ２５１  Ａは、最初に述べられている種類のチップを開示しており、このチップは、前面および裏面を有する半導体基板から製造され、集積回路は前面上で実現される。さらに、前面上には、集積回路が実現される領域を覆って延在する光保護層が備えられる。この場合、光保護層は、金属、またはシリコンより低いバンドギャップを有する半導体材料、たとえば非常に導電性の高いシリサイドを備える。
【０００６】
しかし、その既知のチップの場合、光保護層を作製するために使用される導電材料が寄生容量の発達を助長し、寄生容量の発達はチップの動作モードが損なわれる危険を引き起こす欠点が実証されている。寸法が小さいため、これはＲＦＩＤ応用例に特に顕著に当てはまる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述の欠点、ならびに第１段落で指定されている種類のチップの場合および第２段落に記載された種類の方法の場合に発生する欠点を回避し、改良されたチップおよび改良された方法を実現（produce）することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために、本発明によるチップにおいて、発明性のある特徴が備えられ、その結果、本発明によるチップは、以下に述べるように特徴付けることができる。すなわち、
【０００９】
少なくとも１つの集積回路を有する、且つ、その少なくとも１つの集積回路用の光保護手段を有する、チップであって、少なくとも２つの誘電体層を有する誘電体ミラーコーティングが、光保護手段としてチップの表面の少なくとも一部分に付着される、チップである。
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明による方法において、発明性のある特徴が備えられ、その結果、本発明による方法は、以下に指定されるように特徴付けることができる。すなわち、
【００１１】
少なくとも１つの集積回路を有する、且つ、その少なくとも１つの集積回路用の光保護手段を有するチップの製造方法であって、チップの表面の少なくとも一部分上に、光保護手段として誘電体ミラーコーティングが付着され、誘電体ミラーコーティングを製造するために、高い屈折率を有する少なくとも１つの誘電体層および低い屈折率を有する１つの誘電体層がチップに付着（アプライ）される、方法である。
【００１２】
本発明による特徴によって得られる利点は、非常に簡単かつコスト効率的なやり方で、非常に平坦なチップであっても、チップの少なくとも１つの集積回路に対して、入射光に対する最適な保護を達成することができ、その少なくとも１つの集積回路の動作モードが悪影響を受けないことである。誘電体ミラーコーティングは、数μｍの層厚であっても、非常に高い反射率、したがって入射する光放射に対する、下にあるチップの諸層の非常に良好な保護を、非常に大きいスペクトル帯域幅にわたって達成することを可能にする。さらに、本発明による解決策は、光保護手段の特性が、所与の光保護必要条件に従って非常に簡単なやり方で設計される機会を提供する。したがって、反射率が最大となるべき好ましいスペクトル範囲は、誘電体ミラーコーティングの個々の誘電体層の光学的厚さを規定することによって調整することができる。さらに、誘電体ミラーコーティングを作製するために誘電体を使用することは、これらの誘電材料の、通例のチップ製造工程との適合性により、誘電体ミラーコーティングを付着することを、簡単なやり方でチップ製造工程に一体化することができるという利点を備える。
【００１３】
請求項２および請求項６の対策に従って得られる利点は、少なくとも１つの集積回路が光の直接の影響にさらされるチップの側（side）で、最適な光保護が得られることである。さらに、機械的、化学的影響に対する集積回路の追加のパッシベーションを省くことができる利点が得られる。というのは、これらの仕事が誘電体ミラーコーティングによって行われるからである。
【００１４】
しかし、請求項３および請求項７による対策が備えられる場合は、特に有利であることが実証されている。したがって、フリップチップ応用例の場合でも、本発明によるチップに対して非常に効果的な光保護が備えられる利点が得られる。
【００１５】
請求項４および請求項８による対策を使用すれば、誘電体ミラーコーティングの最外層が空気または同様の低い屈折率を有する他の媒体に隣接する場合、非常に良好な反射挙動を達成することができる利点が得られる。
【００１６】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下で説明される諸実施形態から明らかであり、またそれらを参照することによって非限定的な例として明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明によるチップ１を示し、チップ１は集積回路２を有する。原理上は、いくつかの集積回路を、チップ１上で互いに独立して実現することもできる。集積回路２は、一般に「能動側」として知られるチップ１の第１の側４で実現され、チップ１の表面上に付着された誘電体ミラーコーティング３によって、光の影響に対して保護される。
【００１８】
比較的多数の誘電体ミラーコーティングが、比較的長い間、文献から当業者に知られている。全ての誘電体ミラーコーティングは、２つ以上の誘電性のλ／４層からなり、すぐ次に続く誘電体層は異なる屈折率を有するという事実を共通して有する。誘電体ミラーコーティングに関しては、Ｍａｔｔ  Ｙｏｕｎｇ、「Ｏｐｔｉｋ，Ｌａｓｅｒ，Ｗｅｌｌｅｎｌｅｉｔｅｒ」；Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、１９９７年；１６０〜１６１ページを例として参照されたい。この事実にもかかわらず、集積回路チップの分野の専門家は、チップが集積回路を有する場合にそのような誘電体ミラーコーティングを使用することを決して提案したことがない。
【００１９】
本文脈における「光」は、人間の目に見える光、すなわち３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲だけでなく、この範囲に隣接する赤外および紫外のスペクトル範囲からの光でもあると理解される。
【００２０】
図１に示されている実施形態によれば、誘電体ミラーコーティング３は、チップ１の第１の側４で、集積回路２上に直接付着される。これは、誘電体ミラーコーティング３が、集積回路２に対する機械的、化学的影響に対して、パッシベーション層の機能をも引き受け、それによってチップ１の製造もまた簡略化される利点を有する。ここで、チップ１がチップキャリア上に載置され、第１の側４がチップキャリアとは別の方を向いている場合のように、集積回路２が光の影響に直接さらされるとき、たとえばトランジスタ、ダイオードなど、集積回路２の少なくとも能動素子が誘電体ミラーコーティング３によって保護されることが重要である。とりわけ、チップ１が「クワッドフラットパッケージ」として構築されるとき、集積回路２は、光の直接入射にさらされる可能性がある。
【００２１】
図２はチップ１を示し、このチップ１の場合、誘電体ミラーコーティング３が、第１の側４の反対側にある、一般に「受動側」と呼ばれるチップ１の第２の側５で付着される。本発明のこの実施形態は、チップ１の構成の場合のように、フリップチップとして知られているものとして、第１の側４がチップキャリアの方を向く状態でチップキャリア上に載置するためにチップ１が提供されるとき、とりわけ有利である。
【００２２】
上に述べた本発明による諸実施形態は、誘電体ミラーコーティング３が、チップ１の表面上に入射する光と集積回路２との間に常に配置されることを保証する。
【００２３】
図１および図２に示されている本発明の諸実施形態は、別々にでも一緒にでも実現することができる。したがって、誘電体ミラーコーティング３をチップ１の第１の側４および第２の側５に付着することも、誘電体ミラーコーティング３を２つの側４および側５のうちの一方だけに付着することも可能である。
【００２４】
図３は、誘電体ミラーコーティング３を有する、本発明によるチップ１の基本構成を示す。チップ１は基板８を有し、基板８は、半導体結晶、たとえばドープされたシリコンを備える。集積回路は、基板８の能動ゾーン９で実現される。チップ１を化学的影響および湿気から保護するパッシベーション層１０は、集積回路を覆って、すなわち能動ゾーン９を覆って付着される。
【００２５】
誘電体ミラーコーティング３は、パッシベーション層１０上に直接付着される。そのようなパッシベーション層がない場合は、ミラーコーティング３は直接能動ゾーン９上に、すなわち光の入射に対して保護されるべきチップ１の能動ゾーン９の一部上に付着され、チップ１は回路工学に関する限りすでに完成されている。すでに上述したように、誘電体ミラーコーティング３は、チップ１の好ましい使用および構成に応じて、チップ１の第２の側５で追加的に付着されることも、排他的に付着されることも可能である。ここで、図３に示されている個々の層８、９、１０、Ｈ、Ｌ、Ｈ、・・・・・７、６の厚さの相互の比率は、原寸に比例していないことに留意されたい。図は、チップ１の個々の層８、９、１０、Ｈ、Ｌ、Ｈ、・・・・・７、６の基本的な順序を示すように働くにすぎない。したがって、特に、その厚さが通常ｎｍの範囲にある能動ゾーン９の厚さと、その厚さが通常それぞれμｍの範囲にある、能動ゾーン９の上方にある層１０、Ｈ、Ｌ、Ｈ、・・・・・７、６の厚さとの間の、示されている厚さの比率は、実際の状況に対応していない。
【００２６】
チップ１上で誘電体ミラーコーティング３を作製するために、事実上完全に透明な誘電体（たとえばＳｉＯ２およびＴｉＯ２）を、考察中の波長範囲内で使用することができる。誘電体ミラーコーティング３を製造するうえで誘電体を使用するとき、これらの材料がチップ生産工程に適合し、したがって生産工程に問題なく一体化可能であることは、とりわけ有利なものである。
【００２７】
ここで、誘電体は、電流を通さない、またはほとんど通さない、すなわち高い抵抗率（＞１０１０Ω）を有する物質を意味すると理解されるべきである。誘電体は、部分的に１０ｅＶを超える大きなエネルギーバンドギャップを有し、広いスペクトル範囲にわたって電磁放射との相互作用が非常に低い。仕様に応じて、誘電体ミラーコーティング３を製造するための誘電薄膜材料は、それらの光学的、機械的、化学的な適切性によって選ばれる。
【００２８】
誘電体ミラーコーティング３を作製するために、誘電体の層Ｈ、Ｌ、Ｈ、・・・・・７、６が、チップ１の表面に、または表面の一部に交互に付着される。この場合の各層Ｈ、Ｌ、Ｈ、・・・・・７、６は、誘電体を備え、高い屈折率および低い屈折率を有する層が、次々交互に続く。好ましくは、誘電体ミラーコーティング３は、２つの異なる誘電体の層を備える。しかし、２つの誘電体の層システムの代わりに、チップ１の場合、複数の異なる誘電体の層システムを備えることも可能である。
【００２９】
図３および図４では、参照文字Ｈは、高い屈折率を有する誘電体層を示し、この層Ｈは、たとえば、２．４０の屈折率を有するＴｉＯ２の層である。参照文字Ｌは、比較的低い屈折率を有する誘電体層を示し、この層Ｌは、たとえば、１．４６の屈折率を有するＳｉＯ２の層である。これらの誘電体層Ｈ、Ｌのそれぞれは、誘電体ミラーコーティングでは通例であるように、λ／４の光学的厚さｄ（より正確には、ｄ＝λ／４ｎで、ｎ＝層の屈折率）を有する。位相変化は１つ置きの界面で生じるので、反射波は、強め合うように重ね合わせられる。したがって、複数の誘電体層Ｈ、Ｌを使用すれば、９９．９％より大きい反射度が、所定のスペクトル範囲について達成される可能性がある。最大可能な反射率を達成するためのこれらのＨ、Ｌ対の最適な数は、層Ｈ、Ｌそれら自体の吸収と分布（absorption and distribution）に依存する。高い屈折率を有する層Ｈおよび比較的低い屈折率を有する層Ｌの順序は、所与の要件に応じて、図３および図４に示されている順序と変わる可能性がある。したがって、層Ｈ、Ｌの位置は、層の順序Ｌ−Ｈ−Ｌ−Ｈ−Ｌ…が、図示されている層の順序Ｈ−Ｌ−Ｈ−Ｌ−Ｈに取って代わるように、相互交換することができる。
【００３０】
誘電体ミラーコーティング３は、２つから３つの誘電体層Ｈ、Ｌでも実現することができ、これらの誘電体層は、比較的厳密でなく作製することもできる。２つから３つの層Ｈ、Ｌを備えるこの種のミラーコーティング３を使用すれば、８０％以上の反射率を達成することがすでに可能である。
【００３１】
ミラーコーティング３の最外誘電体層６が空気または低い屈折率を有する媒体に隣接する場合には、この最外誘電体層６が、すぐその後に続く内部の誘電体層７より高い屈折率を有することは有利である。というのは、この場合には、入射光の大部分が、すでに最外誘電体層６部で反射されているからである。
【００３２】
誘電体ミラーコーティング３の個々の層Ｈ、Ｌの界面の質もまた重要である。様々なコーティング技法によって、誘電体ミラーコーティング３の層システム全体のための決定要因としての、個々の層の特性および界面の構成に影響を与えることが可能である。誘電体層をチップ１の表面に付着する好ましい技法は、ここでは、抵抗堆積（resistance deposition）、電子ビーム蒸着、レーザ援用電子ビーム蒸着、イオンビーム援用蒸着およびプラズマイオン援用蒸着である。さらに、コーティング工程は、チップ１を予熱することによって追加的に最適化することができる。
【００３３】
比較的少数の誘電体層Ｈ、Ｌだけを使用して、すなわち２つまたは３つの層を使用する場合でさえ、予め決定可能な波長範囲に関する所定の反射度を、誘電体ミラーコーティング３を用いて達成することができる。
【００３４】
誘電体ミラーコーティング３の動作モードが図４に示されている。入射光の一部は、２つの誘電体層Ｈ、Ｌ間の各界面で反射される。高屈折の各Ｈでの反射によって、１８０°までの位相ジャンプが生じる。高屈折材料から低屈折材料への界面で反射される放射は、この位相ジャンプを有していない。λ／４の層の光学的厚さとあいまって、これらの状況は、表面で重なり合う放射の位相シフトがちょうど１８０°の奇数倍に対応することを保証する。したがって、界面で反射された部分的ビームの重なり合いは、強め合うものである。
【００３５】
第１に、誘電体ミラーコーティング３の反射率は、その共振波長に関する限り、Ｈ、Ｌ対の数、高屈折材料と低屈折材料の屈折率の比、また少しだけ基板８の屈折率にも依存するにすぎない。
【００３６】
誘電体ミラーコーティング３の反射率は波長依存性であり、中心波長周辺の領域での反射は非常に高く、より大きい波長およびより小さい波長では低減する。高反射スペクトル範囲の幅は、使用された層材料の屈折率比に大きく依存する。誘電体層材料の屈折率比が高いほど、誘電体ミラーコーティング３のスペクトル帯域幅も大きくなる。
【００３７】
要約すると、本発明のメリットは、少なくとも１つの集積回路を有するチップの分野において様々な形態でそれ自体知られている誘電体ミラーコーティングを使用することによって、コスト効率的かつ簡単なやり方で、非常に薄いチップに対してさえも、チップに対する効果的な光保護手段の実現を可能にすることにある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によるチップを示す概略図、すなわち、集積回路が実現されるチップの側の平面図である。
【図２】本発明による別のチップを示す概略図、すなわち、集積回路が実現される側の反対側のチップの側の平面図である。
【図３】本発明による別のチップを示す概略断面図である。
【図４】誘電体ミラーコーティングおよびその反射挙動を示す概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008507851.tif 000007
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