(57)【要約】  半導体装置は、第１の基板と、絶縁層と、第１の電極とを有する。前記第１の基板は、第１の半導体材料を含む。前記絶縁層は、第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する。前記第１の電極は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は、前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。
2016139794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体材料を含む第１の基板と、
第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する絶縁層と、
第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極と、
を有し、
前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成し、
前記第３の面は、前記第６の面と対向し、
前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さく、
前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい
半導体装置。
【請求項２】
第２の半導体材料を含む第２の基板と、
第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料を含む第２の電極と、
をさらに有し、
前記第５の面は、前記第８の面と電気的に接続され、
前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
第３の導電材料を含み、前記第１の面と、前記第２の面と、前記第３の面とに接触する金属膜をさらに有する請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の電極と前記金属膜とは、同一の金属を含む請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２の電極は、前記第２の導電材料が充填された構造を有する請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２の電極は、多孔質の前記第２の導電材料を含む請求項２に記載の半導体装置。
【請求項７】
第１の半導体材料を含む第１の基板に絶縁層が形成され、前記絶縁層は、第１の面と第２の面とを有する第１の工程と、
前記絶縁層の一部が除去されることにより前記絶縁層に第３の面が形成される第２の工程と、
第１の導電材料を含む導電層が前記第２の面と前記第３の面とに形成され、前記導電層は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成し、前記第３の面は前記第６の面と対向し、前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さく、前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい第３の工程と、
前記導電層から多孔質の第１の電極が形成される第４の工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第５の面と構造とが接合される第５の工程をさらに有し、
前記構造は、
第２の半導体材料を含む第２の基板と、
第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料を含む第２の電極と、
を有し、
前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さく、
前記第５の工程では、前記第５の面が前記第８の面と電気的に接続されるように前記第５の面と前記構造とが接合される
請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置では、２次元の集積率の向上により、性能向上が実現されている。しかしながら、微細化技術の限界と、微細化による性能向上の限界とが認識されている。このため、性能向上の１つの手段として、３次元の集積化が進められている。その手段として、チップオンボード（ＣＯＢ）、チップオンチップ（ＣＯＣ）、Ｃｈｉｐ  ｔｏ  Ｗａｆｅｒ（Ｃ２Ｗ）、およびＷａｆｅｒ  ｔｏ  Ｗａｆｅｒ（Ｗ２Ｗ）などの構造が検討されている。実装方法として、フリップチップ法およびウエハ接合などが用いられている。バンプ電極およびシリコン貫通電極（ＴＳＶ）などを用いて、複数の基板を縦方向に接続する方法が一般的に用いられている。例えば、接続電極を高密度に形成しながら複数の半導体基板を積層することにより、より高性能な半導体装置を実現することが試みられている。特に、複数の半導体層を有する積層型構造のデバイス（半導体メモリおよび半導体撮像装置など）の開発が行われている。【０００３】
上記のような複数の基板の接続技術では、バンプ電極の高さのバラつきに対する対策が検討されている。例えば、実装時に圧力を加えることによりバンプ電極を押しつぶす方法がある。しかしながら、過度の加圧によりバンプ電極の内部に歪が残る。これが故障の原因となる恐れがある。このため、平坦化技術を用いることにより、必要な圧力を低減する方法がある。また、実際の使用環境では、温度サイクルまたは衝撃による応力が加わる。このため、バンプ電極の接続信頼性を確保する技術が必要である。例えば、電極の周囲を樹脂などの絶縁体で封止することにより、バンプ電極を保護する技術がある。【０００４】
バンプ電極の周囲に樹脂材料を充填する手段として、先塗布方式がある。この方式では、電極が形成された２枚の基板を接着する工程が行われる前に少なくとも一方の基板に樹脂材料が塗布される。その後、樹脂材料により２枚の基板が接着される。【０００５】
しかし、先塗布方式では、電極と電極との接続面に樹脂が入る可能性がある。このため、電極間の接触抵抗が高くなる、または電極間の非接触が発生する。【０００６】
上記に鑑みて、基板表面を平坦化すると共に電極表面を露出させる手段が提案されている。例えば、機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）、切削加工などの手段がある。特許文献１に開示された技術では、樹脂と電極とが同時に研磨される。これにより、樹脂と電極とが露出した面が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特開２０１２−６９５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された技術では、電極と樹脂とが露出した面が接合される。平坦化技術では、接合面は完全には平坦になりにくい。このため、電極と電極との接続が良好でない場合がある。これを避けるためには、基板を接合する際に圧力を加えて金属を変形させる必要がある。金属は、平面方向と垂直方向との両方に材料が充填された構造を有する。このため、金属を変形させるためには、非常に大きな圧力が必要である。この結果、ウエハ面の全体など大面積で接続を実現するためには、大きな圧力を加える必要がある。【０００９】
本発明は、接合に必要な圧力が低減される半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、半導体装置は、第１の基板と、絶縁層と、第１の電極とを有する。前記第１の基板は、第１の半導体材料を含む。前記絶縁層は、第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する。前記第１の電極は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は、前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。【００１１】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記半導体装置は、第２の基板と、第２の電極とをさらに有してもよい。前記第２の基板は、第２の半導体材料を含んでもよい。前記第２の電極は、第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料を含んでもよい。前記第５の面は、前記第８の面と電気的に接続されてもよい。前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さくてもよい。【００１２】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様において、前記半導体装置は、金属膜をさらに有してもよい。前記金属膜は、第３の導電材料を含み、前記第１の面と、前記第２の面と、前記第３の面とに接触してもよい。【００１３】
本発明の第４の態様によれば、第３の態様において、前記第１の電極と前記金属膜とは、同一の金属を含んでもよい。【００１４】
本発明の第５の態様によれば、第２の態様において、前記第２の電極は、前記第２の導電材料が充填された構造を有してもよい。【００１５】
本発明の第６の態様によれば、第２の態様において、前記第２の電極は、多孔質の前記第２の導電材料を含んでもよい。【００１６】
本発明の第７の態様によれば、半導体装置の製造方法は、第１の工程と、第２の工程と、第３の工程と、第４の工程と、を有する。前記第１の工程では、第１の半導体材料を含む第１の基板に絶縁層が形成される。前記絶縁層は、第１の面と第２の面とを有する。前記第２の工程では、前記絶縁層の一部が除去されることにより前記絶縁層に第３の面が形成される。前記第３の工程では、第１の導電材料を含む導電層が前記第２の面と前記第３の面とに形成される。前記導電層は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有する。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の工程では、前記導電層から多孔質の第１の電極が形成される。【００１７】
本発明の第８の態様によれば、第７の態様において、前記半導体装置の製造方法は、前記第５の面と構造とが接合される第５の工程をさらに有してもよい。前記構造は、第２の基板と、第２の電極とを有してもよい。前記第２の基板は、第２の半導体材料を含んでもよい。前記第２の電極は、第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料を含んでもよい。前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さくてもよい。前記第５の工程では、前記第５の面が前記第８の面と電気的に接続されるように前記第５の面と前記構造とが接合されてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
上記の各態様によれば、半導体装置は、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極を有する。このため、接合に必要な圧力が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の半導体装置の斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の固体撮像装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の半導体装置１０の構成を示している。図１では半導体装置１０の断面が示されている。図１に示すように、半導体装置１０は、第１の基板１００と、第１の接続層２００とを有する。
【００２２】
半導体装置１０を構成する部分の寸法は、図１に示される寸法に従うわけではない。半導体装置１０を構成する部分の寸法は任意であってよい。本明細書において、上方向は、図における上方向を示している。同様に、下方向は、図における下方向を示している。上方向および下方向は、特定の方向に限定されない。
【００２３】
第１の基板１００は、第１の半導体層１１０と、第１の配線層１２０とを有する。第１の半導体層１１０と第１の配線層１２０とは、第１の基板１００の主面（基板の表面を構成する複数の面のうち最も広い面）を横切る方向（例えば、主面にほぼ垂直な方向）に重なっている。また、第１の半導体層１１０と第１の配線層１２０とは互いに接触している。
【００２４】
第１の半導体層１１０は、第１の半導体材料で構成されている。つまり、第１の基板１００は、第１の半導体材料を含む。第１の半導体材料は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、およびホウ素（Ｂ）等の少なくとも１つである。第１の半導体層１１０は、第１の面と第２の面とを有する。第１の半導体層１１０の第１の面は、第１の配線層１２０と接触している。第１の半導体層１１０の第２の面は第１の基板１００の主面の１つを構成する。
【００２５】
第１の配線層１２０は、第１の配線１２１と、第１の層間絶縁膜１２２とを有する。図１では複数の第１の配線１２１が存在するが、代表として１つの第１の配線１２１の符号が示されている。
【００２６】
第１の配線１２１は、導電材料（例えば、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）等の金属）で構成されている。第１の配線層１２０は、第１の面と第２の面とを有する。第１の配線層１２０の第１の面は、第１の接続層２００と接触している。第１の配線層１２０の第２の面は、第１の半導体層１１０と接触している。第１の配線層１２０の第１の面は第１の基板１００の主面の１つを構成する。
【００２７】
第１の配線１２１は、配線パターンが形成された薄膜である。第１の配線１２１は、信号を伝送する。１層のみの第１の配線１２１が形成されていてもよいし、複数層の第１の配線１２１が形成されていてもよい。図１に示す例では、３層の第１の配線１２１が形成されている。複数層の第１の配線１２１は、ビアによって接続されている。
【００２８】
第１の配線層１２０において、第１の配線１２１以外の部分は、第１の層間絶縁膜１２２で構成されている。第１の層間絶縁膜１２２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、炭化珪素の酸化物（ＳｉＣＯ）、および窒化珪素（ＳｉＮ）等の少なくとも１つで構成されている。
【００２９】
第１の半導体層１１０と第１の配線層１２０との少なくとも一方は、トランジスタ等の回路要素を有してもよい。
【００３０】
第１の接続層２００は、第１の樹脂２１０（絶縁層）と、第１の電極２２０と、第１の金属膜２３０とを有する。図１では複数の第１の樹脂２１０が存在するが、代表として１つの第１の樹脂２１０の符号が示されている。図１では複数の第１の電極２２０が存在するが、代表として１つの第１の電極２２０の符号が示されている。図１では複数の第１の金属膜２３０が存在するが、代表として１つの第１の金属膜２３０の符号が示されている。第１の樹脂２１０と、第１の電極２２０と、第１の金属膜２３０とは、第１の配線層１２０の第１の面に配置されている。第１の接続層２００は、半導体装置１０が他の半導体装置と接続される場合に、半導体装置１０と他の半導体装置とを物理的かつ電気的に接続する。
【００３１】
第１の樹脂２１０は、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、およびポリベンゾオキサゾール等の少なくとも１つで構成されている。必要に応じて感光性の材料が使用されてもよい。第１の樹脂２１０は、面Ａ１（第１の面）と、面Ａ２（第２の面）と、面Ａ３（第３の面）とを有する。図１では複数の面Ａ１が存在するが、代表として１つの面Ａ１の符号が示されている。図１では複数の面Ａ２が存在するが、代表として１つの面Ａ２の符号が示されている。図１では複数の面Ａ３が存在するが、代表として１つの面Ａ３の符号が示されている。
【００３２】
第１の樹脂２１０は、絶縁体を含む絶縁層である。第１の樹脂２１０によって、複数の第１の電極２２０が互いに絶縁される。第１の樹脂２１０は、絶縁体の例である。第１の樹脂２１０の代わりに、樹脂以外の絶縁体を含む絶縁層が配置されてもよい。例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、炭化珪素の酸化物（ＳｉＣＯ）、および窒化珪素（ＳｉＮ）等の少なくとも１つで構成された絶縁層が配置されてもよい。
【００３３】
面Ａ１と面Ａ２とは、反対方向を向いている。面Ａ１は、第１の樹脂２１０の下面である。面Ａ２は、第１の樹脂２１０の上面である。面Ａ３は、第１の樹脂２１０の側面である。面Ａ３は、面Ａ１と面Ａ２とに接続されている。面Ａ１は、第１の配線層１２０と接触している。つまり、面Ａ１は、第１の基板１００と接触している。面Ａ１と第１の配線層１２０との距離は、面Ａ２と第１の配線層１２０との距離Ｄ１よりも小さい。つまり、面Ａ１と第１の基板１００との距離は、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１よりも小さい。図１では、面Ａ１と第１の基板１００との距離は０である。
【００３４】
第１の電極２２０は、多孔質の第１の導電材料を含む。第１の導電材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、および鉄（Ｆｅ）等の少なくとも１つである。第１の電極２２０は、面Ａ４（第４の面）と、面Ａ５（第５の面）と、面Ａ６（第６の面）とを有する。図１では複数の面Ａ４が存在するが、代表として１つの面Ａ４の符号が示されている。図１では複数の面Ａ５が存在するが、代表として１つの面Ａ５の符号が示されている。図１では複数の面Ａ６が存在するが、代表として１つの面Ａ６の符号が示されている。
【００３５】
面Ａ４と面Ａ５とは、反対方向を向いている。面Ａ４は、第１の電極２２０の下面である。面Ａ５は、第１の電極２２０の上面である。面Ａ６は、第１の電極２２０の側面である。面Ａ６は、面Ａ４と面Ａ５とに接続されている。面Ａ４は、第１の金属膜２３０と接触している。面Ａ４と第１の配線層１２０との距離Ｄ２は、面Ａ５と第１の配線層１２０との距離Ｄ３よりも小さい。つまり、面Ａ４と第１の基板１００との距離Ｄ２は、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３よりも小さい。
【００３６】
面Ａ３は面Ａ６と対向する。図１では、面Ａ３と面Ａ６との間に第１の金属膜２３０がある。
【００３７】
面Ａ２と面Ａ５とは、同一の面を構成する。面Ａ５は、第１の金属膜２３０の表面を含む。面Ａ２と面Ａ５とが接続される接続領域において、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１と、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３とは同一である。つまり、面Ａ２と面Ａ５とは、滑らかに接続されている。このため、半導体装置１０と他の半導体装置とが接合されるとき、変形する余分な部分が不要である。また、平坦化によって第１の樹脂２１０と第１の電極２２０とを形成することができる。面Ａ２と面Ａ５とが接続される接続領域以外の領域において、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１と、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３とは同一でなくてもよい。
【００３８】
半導体装置１０は、第１の金属膜２３０を有する。第１の金属膜２３０は、第３の導電材料を含む。第３の導電材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびニッケル（Ｎｉ）等の少なくとも１つである。第１の金属膜２３０は、面Ａ３と、面Ａ４と、面Ａ６とに接触している。さらに、第１の金属膜２３０は、第１の配線層１２０と接触している。つまり、第１の金属膜２３０は、第１の基板１００と接触している。第１の金属膜２３０は、第１の電極２２０を囲むように配置されている。半導体装置１０の製造時に第１の金属膜２３０を土台として第１の電極２２０が形成される。
【００３９】
第１の金属膜２３０は、第１の配線１２１と接触している。つまり、第１の金属膜２３０は、第１の基板１００と電気的に接続されている。第１の金属膜２３０は面Ａ４および面Ａ６と接触している。つまり、第１の金属膜２３０は第１の電極２２０と接触している。このため、第１の電極２２０は、第１の金属膜２３０を介して第１の基板１００と電気的に接続されている。
【００４０】
第１の金属膜２３０と下地との間に薄い金属層があってもよい。下地は、面Ａ３と第１の配線層１２０とである。この金属層により、第１の金属膜２３０と下地との密着性が向上する。この金属層は、チタン（Ｔｉ）およびクロム（Ｃｒ）等の少なくとも１つで構成される。図１では、第１の電極２２０と第１の金属膜２３０との境界が示されている。しかし、半導体装置１０と他の半導体装置とが加熱および加圧により接合されるとき、第１の電極２２０と第１の金属膜２３０とは一体化されてもよい。
【００４１】
面Ａ３は、第１の基板１００の主面すなわち第１の配線層１２０の第１の面に対して傾斜している。このため、第１の電極２２０が形成されるとき、第１の電極２２０の内部に空間（穴）が形成されにくい。
【００４２】
第１の電極２２０と第１の金属膜２３０とは、同一の金属を含んでもよい。つまり、第１の導電材料と第３の導電材料とが同一の金属であってもよい。
【００４３】
図２は、複数の第１の電極２２０と複数の第１の金属膜２３０との配列を示している。図２では、第１の基板１００の主面に垂直な方向に見た半導体装置１０が示されている。図２では、第１の接続層２００の表面が示されている。図２に示すように、半導体装置１０は、複数の第１の電極２２０と複数の第１の金属膜２３０とを有する。図２では代表として１つの第１の電極２２０と１つの第１の金属膜２３０との符号が示されている。複数の第１の電極２２０と複数の第１の金属膜２３０とは行列状に配置されている。複数の第１の電極２２０は円状である。複数の第１の電極２２０の形状は円でなくてもよい。例えば、複数の第１の電極２２０の形状は多角形状であってもよい。
【００４４】
面Ａ２と面Ａ５とは接合面である。半導体装置１０と他の半導体装置とが接合されるとき、面Ａ２と面Ａ５とに圧力が加わる。第１の電極２２０は多孔質であるため、第１の電極２２０は、導電材料が充填された構造を有する電極よりも変形しやすい。このため、第１の電極２２０が変形しながら、半導体装置１０と他の半導体装置とが接合される。第１の電極２２０と第１の樹脂２１０との両方が変形してもよい。少なくとも第１の電極２２０が変形しやすいため、接合に必要な圧力が低減される。面Ａ５が平坦ではない場合でも、第１の電極２２０が変形することによって、面Ａ５と他の半導体装置との密着性が保たれる。
【００４５】
面Ａ２と面Ａ５とが接続される接続領域以外の領域において、面Ａ２と面Ａ５との高さが異なってもよい。例えば、接続領域以外の領域において、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１は、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３よりも小さくてもよい。接続領域以外の領域において、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１は、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３よりも大きくてもよい。接続領域以外の領域において、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１は、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３と同一であってもよい。
【００４６】
図３から図８は、半導体装置１０の製造方法を示している。図３から図８を参照し、半導体装置１０の製造方法を説明する。図３から図８では、図１と同様に、第１の基板１００等の断面が示されている。半導体装置１０の製造方法は、準備工程と、樹脂の形成工程（第１の工程）と、樹脂のパターニング工程（第２の工程）と、導電層の形成工程（第３の工程）と、電極の形成工程（第４の工程）とを有する。
【００４７】
（準備工程）
図３に示すように、第１の基板１００が準備される。第１の基板１００の製造方法の説明は省略する。
【００４８】
（樹脂の形成工程）
図４に示すように、第１の半導体材料を含む第１の基板１００に第１の樹脂２１０が形成される。例えば、スピンコートまたはスプレーコート等の成膜方法によって第１の樹脂２１０が形成される。第１の樹脂２１０は、面Ａ１と面Ａ２とを有する。樹脂の形成工程によって、中間構造１０ａが生成される。
【００４９】
（樹脂のパターニング工程）
図５に示すように、第１の樹脂２１０の一部が除去されることにより第１の樹脂２１０に面Ａ３が形成される。第１の樹脂２１０の表面の任意の場所に、第１の基板１００が露出するように開口部２１０ａが形成される。例えば、フォトリソグラフィにより開口部２１０ａが形成される。通常の半導体製造工程で用いられているフォトリソグラフィを適用することが可能である。例えば、第１の樹脂２１０は感光性を有する。ステッパーまたはマスクアライナーを用いることにより、任意のパターン光が面Ａ２に照射される。その後、現像材料を用いることにより、第１の樹脂２１０において露光された領域のみが除去される。光量を調整することにより、または現像の時間と温度との少なくとも一方を調整することにより、傾斜した面Ａ３を形成することが可能である。樹脂のパターニング工程によって、中間構造１０ｂが生成される。
【００５０】
（導電層の形成工程）
図６から図８に示すように、第１の導電材料を含む導電層２２０ａが面Ａ２と面Ａ３とに形成される。導電層２２０ａは、面Ａ４と、面Ａ５と、面Ａ６とを有する。面Ａ２と面Ａ５とは、同一の面を構成する。面Ａ３は面Ａ６と対向する。面Ａ１と第１の基板１００との距離は、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１よりも小さい。面Ａ４と第１の基板１００との距離Ｄ２は、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３よりも小さい。図６から図８では、面Ａ１と第１の基板１００との距離は０である。
【００５１】
導電層の形成工程は、第１の金属膜２３０の形成工程と、導電層２２０ａの形成工程と、平坦化工程と、第１の電極２２０の形成工程とを有する。
【００５２】
第１の金属膜２３０の形成工程では、図６に示すように、第３の導電材料を含む第１の金属膜２３０が面Ａ２と面Ａ３とに形成される。例えば、スパッタ法または蒸着法により第１の金属膜２３０が形成される。第１の金属膜２３０の形成工程によって、中間構造１０ｃが生成される。
【００５３】
導電層２２０ａの形成工程では、図７に示すように、導電層２２０ａが第１の金属膜２３０に形成される。第１の樹脂２１０の開口部２１０ａが埋まるように導電層２２０ａが形成される。導電層２２０ａの表面と第１の基板１００との距離Ｄ４は、面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１よりも大きい。導電層２２０ａが形成されることにより、面Ａ４と面Ａ６とが形成される。導電層２２０ａが形成されることにより、第１の金属膜２３０は、面Ａ３と、面Ａ４と、面Ａ６とに接触する。例えば、電界めっき法、無電解めっき法、スパッタ法、および蒸着法等のいずれか１つによって導電層２２０ａが形成される。
【００５４】
導電層２２０ａは、第１の電極２２０を構成する第１の導電材料と、第１の導電材料と異なる材料とを含む。第１の導電材料と異なる材料は、第１の電極２２０が形成されるときに除去される。例えば、導電層２２０ａは、金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）との合金である。導電層２２０ａは、鉄（Ｆｅ）とマンガン（Ｍｎ）との合金であってもよい。鉄とマンガンとの合金は、材料を混合し、混合された材料を加熱することにより得られる。また、めっき処理により、鉄とマンガンとの合金を形成することが可能である。導電層２２０ａは、樹脂の粒子を含む金属であってもよい。導電層２２０ａは、スペーサ粒子を含む金属であってもよい。微細粒子状の複数の材料を混合し、混合された材料を焼結することにより、スペーサ粒子を含む金属を形成することが可能である。導電層２２０ａの形成工程によって、中間構造１０ｄが生成される。
【００５５】
平坦化工程では、図８に示すように、導電層２２０ａが平坦化される。第１の樹脂２１０と第１の金属膜２３０とが露出するように導電層２２０ａが削られる。導電層２２０ａが平坦化されることにより、面Ａ５が形成される。例えば、化学機械研磨、機械研磨、および切削法等のいずれか１つによって導電層２２０ａが削られる。化学機械研磨が用いられる場合、必要に応じてスラリーが選択される。導電層２２０ａが平坦化された後、面Ａ２と面Ａ５とは、同一の面を構成する。つまり、面Ａ２と面Ａ５とは、滑らかに接続されている。面Ａ２と第１の基板１００との距離Ｄ１は、面Ａ５と第１の基板１００との距離Ｄ３よりも小さくてもよい。この場合、第１の樹脂２１０が凹形状であり、第１の電極２２０が凸形状である。化学機械研磨におけるエッチングレートの制御により、面Ａ２と面Ａ５とをこのように形成することが可能である。平坦化工程によって、中間構造１０ｅが生成される。
【００５６】
第１の電極２２０の形成工程では、導電層２２０ａから第１の電極２２０が生成される。第１の導電材料と異なる材料が導電層２２０ａから除去されることにより、第１の電極２２０が生成される。例えば、導電層２２０ａが金と銀との合金である場合、中間構造１０ｅが強酸に浸される。これにより、銀が除去される。導電層２２０ａが鉄とマンガンとの合金である場合、電気分解でマンガンのみが溶けることにより、第１の電極２２０が生成される。導電層２２０ａが、スペーサ粒子を含む金属である場合、スペーサ粒子が除去されることにより、第１の電極２２０が生成される。第１の電極２２０の形成工程によって、図１に示す半導体装置１０が生成される。
【００５７】
本発明の各態様の半導体装置は、第１の金属膜２３０に対応する構成を有していなくてもよい。本発明の各態様の半導体装置の製造方法は、第１の金属膜２３０の形成工程に対応する工程を有していなくてもよい。
【００５８】
第１の実施形態によれば、第１の基板１００と、第１の樹脂２１０と、第１の電極２２０とを有する半導体装置１０が構成される。
【００５９】
第１の実施形態によれば、樹脂の形成工程（第１の工程）と、樹脂のパターニング工程（第２の工程）と、導電層の形成工程（第３の工程）と、電極の形成工程（第４の工程）とを有する、半導体装置１０の製造方法が構成される。
【００６０】
半導体装置１０は、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極２２０を有する。このため、接合に必要な圧力が低減される。
【００６１】
半導体装置１０は、第１の金属膜２３０をさらに有する。このため、第１の電極２２０が形成されやすい。
【００６２】
第１の電極２２０と第１の金属膜２３０とは、同一の金属を含んでもよい。これにより、第１の電極２２０と第１の金属膜２３０との導電性が向上する。また、第１の電極２２０と第１の金属膜２３０との合金が形成されにくい。
【００６３】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態の半導体装置１１の構成を示している。図９に示すように、半導体装置１１は、第１の基板１００と、第２の基板３００と、接続部５００とを有する。第１の基板１００と第２の基板３００とは、接続部５００を介して積層されている。図９では、２枚の基板が積層された例を示している。本発明の各態様の半導体装置は、３枚以上の基板を有していてもよい。半導体装置が３枚以上の基板を有する場合、隣接する２枚の基板が第１の基板１００と第２の基板３００とに対応する。例えば、半導体装置が３枚以上の基板を有する場合、ＴＳＶにより各基板が接続される。
【００６４】
図１０は、半導体装置１１の構成を示している。図１０では半導体装置１１の断面が示されている。
【００６５】
半導体装置１１を構成する部分の寸法は、図１０に示される寸法に従うわけではない。半導体装置１１を構成する部分の寸法は任意であってよい。
【００６６】
第１の基板１００は、図１に示す第１の基板１００と同一である。接続部５００は、第１の接続層２００と第２の接続層４００とを有する。第１の接続層２００は、図１に示す第１の接続層２００と同一である。
【００６７】
第２の基板３００は、第２の半導体層３１０と、第２の配線層３２０とを有する。第２の半導体層３１０と第２の配線層３２０とは、第２の基板３００の主面を横切る方向に重なっている。また、第２の半導体層３１０と第２の配線層３２０とは互いに接触している。
【００６８】
第２の半導体層３１０は、第２の半導体材料で構成されている。つまり、第２の基板３００は、第２の半導体材料を含む。第２の半導体材料は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、およびホウ素（Ｂ）等の少なくとも１つである。第２の半導体層３１０は、第１の面と第２の面とを有する。第２の半導体層３１０の第１の面は、第２の配線層３２０と接触している。第２の半導体層３１０の第２の面は第２の基板３００の主面の１つを構成する。
【００６９】
第２の配線層３２０は、第２の配線３２１と、第２の層間絶縁膜３２２とを有する。図１０では複数の第２の配線３２１が存在するが、代表として１つの第２の配線３２１の符号が示されている。
【００７０】
第２の配線３２１は、導電材料（例えば、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）等の金属）で構成されている。第２の配線層３２０は、第１の面と第２の面とを有する。第２の配線層３２０の第１の面は、第２の接続層４００と接触している。第２の配線層３２０の第２の面は、第２の半導体層３１０と接触している。第２の配線層３２０の第１の面は第２の基板３００の主面の１つを構成する。
【００７１】
第２の配線３２１は、配線パターンが形成された薄膜である。第２の配線３２１は、信号を伝送する。１層のみの第２の配線３２１が形成されていてもよいし、複数層の第２の配線３２１が形成されていてもよい。図１０に示す例では、３層の第２の配線３２１が形成されている。複数層の第２の配線３２１は、ビアによって接続されている。
【００７２】
第２の配線層３２０において、第２の配線３２１以外の部分は、第２の層間絶縁膜３２２で構成されている。第２の層間絶縁膜３２２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、炭化珪素の酸化物（ＳｉＣＯ）、および窒化珪素（ＳｉＮ）等の少なくとも１つで構成されている。
【００７３】
第２の半導体層３１０と第２の配線層３２０との少なくとも一方は、トランジスタ等の回路要素を有してもよい。
【００７４】
第２の接続層４００は、第２の樹脂４１０（絶縁層）と、第２の電極４２０と、第２の金属膜４３０とを有する。図１０では複数の第２の樹脂４１０が存在するが、代表として１つの第２の樹脂４１０の符号が示されている。図１０では複数の第２の電極４２０が存在するが、代表として１つの第２の電極４２０の符号が示されている。図１０では複数の第２の金属膜４３０が存在するが、代表として１つの第２の金属膜４３０の符号が示されている。第２の樹脂４１０と、第２の電極４２０と、第２の金属膜４３０とは、第２の配線層３２０の第１の面に配置されている。第１の接続層２００と第２の接続層４００とは、物理的かつ電気的に接続される。
【００７５】
第２の樹脂４１０は、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、およびポリベンゾオキサゾール等の少なくとも１つで構成されている。必要に応じて感光性の材料が使用されてもよい。第２の樹脂４１０は、面Ｂ１と、面Ｂ２と、面Ｂ３とを有する。図１０では複数の面Ｂ１が存在するが、代表として１つの面Ｂ１の符号が示されている。図１０では複数の面Ｂ２が存在するが、代表として１つの面Ｂ２の符号が示されている。図１０では複数の面Ｂ３が存在するが、代表として１つの面Ｂ３の符号が示されている。
【００７６】
第２の樹脂４１０は、絶縁体を含む絶縁層である。第２の樹脂４１０によって、複数の第２の電極４２０が互いに絶縁される。第２の樹脂４１０は、絶縁体の例である。第２の樹脂４１０の代わりに、樹脂以外の絶縁体を含む絶縁層が配置されてもよい。例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、炭化珪素の酸化物（ＳｉＣＯ）、および窒化珪素（ＳｉＮ）等の少なくとも１つで構成された絶縁層が配置されてもよい。
【００７７】
面Ｂ１と面Ｂ２とは、反対方向を向いている。面Ｂ１は、第２の樹脂４１０の上面である。面Ｂ２は、第２の樹脂４１０の下面である。面Ｂ３は、第２の樹脂４１０の側面である。面Ｂ３は、面Ｂ１と面Ｂ２とに接続されている。面Ｂ１は、第２の配線層３２０と接触している。つまり、面Ｂ１は、第２の基板３００と接触している。面Ｂ１と第２の配線層３２０との距離は、面Ｂ２と第２の配線層３２０との距離Ｄ５よりも小さい。つまり、面Ｂ１と第２の基板３００との距離は、面Ｂ２と第２の基板３００との距離Ｄ５よりも小さい。図１０では、面Ｂ１と第２の基板３００との距離は０である。
【００７８】
第２の電極４２０は、多孔質の第２の導電材料を含む。第２の導電材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、および鉄（Ｆｅ）等の少なくとも１つである。第２の電極４２０は、面Ｂ４（第７の面）と、面Ｂ５（第８の面）と、面Ｂ６とを有する。図１０では複数の面Ｂ４が存在するが、代表として１つの面Ｂ４の符号が示されている。図１０では複数の面Ｂ５が存在するが、代表として１つの面Ｂ５の符号が示されている。図１０では複数の面Ｂ６が存在するが、代表として１つの面Ｂ６の符号が示されている。
【００７９】
面Ｂ４と面Ｂ５とは、反対方向を向いている。面Ｂ４は、第２の電極４２０の上面である。面Ｂ５は、第２の電極４２０の下面である。面Ｂ６は、第２の電極４２０の側面である。面Ｂ６は、面Ｂ４と面Ｂ５とに接続されている。面Ｂ４は、第２の金属膜４３０と接触している。面Ｂ４と第２の配線層３２０との距離Ｄ６は、面Ｂ５と第２の配線層３２０との距離Ｄ７よりも小さい。つまり、面Ｂ４と第２の基板３００との距離Ｄ６は、面Ｂ５と第２の基板３００との距離Ｄ７よりも小さい。
【００８０】
面Ｂ３は面Ｂ６と対向する。図１０では、面Ｂ３と面Ｂ６との間に第２の金属膜４３０がある。面Ａ２は面Ｂ２と対向する。面Ａ２は、面Ｂ２と接触している。面Ａ５は、面Ｂ５と電気的に接続される。面Ａ５は、面Ｂ５と接触している。
【００８１】
面Ｂ２と面Ｂ５とは、同一の面を構成する。面Ｂ５は、第２の金属膜４３０の表面を含む。面Ｂ２と面Ｂ５とが接続される接続領域において、面Ｂ２と第２の基板３００との距離Ｄ５と、面Ｂ５と第２の基板３００との距離Ｄ７とは同一である。つまり、面Ｂ２と面Ｂ５とは、滑らかに接続されている。このため、第１の接続層２００と第２の接続層４００とが接合されるとき、変形する余分な部分が不要である。また、平坦化によって第２の樹脂４１０と第２の電極４２０とを形成することができる。面Ｂ２と面Ｂ５とが接続される接続領域以外の領域において、面Ｂ２と第２の基板３００との距離Ｄ５と、面Ｂ５と第２の基板３００との距離Ｄ７とは同一でなくてもよい。
【００８２】
半導体装置１１は、第２の金属膜４３０を有する。第２の金属膜４３０は、第４の導電材料を含む。第４の導電材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびニッケル（Ｎｉ）等の少なくとも１つである。第２の金属膜４３０は、面Ｂ３と、面Ｂ４と、面Ｂ６とに接触している。さらに、第２の金属膜４３０は、第２の配線層３２０と接触している。つまり、第２の金属膜４３０は、第２の基板３００と接触している。第２の金属膜４３０は、第２の電極４２０を囲むように配置されている。半導体装置１１の製造時に第２の金属膜４３０を土台として第２の電極４２０が形成される。
【００８３】
第２の金属膜４３０は、第２の配線３２１と接触している。つまり、第２の金属膜４３０は、第２の基板３００と電気的に接続されている。第２の金属膜４３０は面Ｂ４および面Ｂ６と接触している。つまり、第２の金属膜４３０は第２の電極４２０と接触している。このため、第２の電極４２０は、第２の金属膜４３０を介して第２の基板３００と電気的に接続されている。
【００８４】
第２の金属膜４３０と下地との間に薄い金属層があってもよい。下地は、面Ｂ３と第２の配線層３２０とである。この金属層により、第２の金属膜４３０と下地との密着性が向上する。この金属層は、チタン（Ｔｉ）およびクロム（Ｃｒ）等の少なくとも１つで構成される。図１０では、第２の電極４２０と第２の金属膜４３０との境界が示されている。しかし、第１の接続層２００と第２の接続層４００とが加熱および加圧により接合されるとき、第２の電極４２０と第２の金属膜４３０とは一体化されてもよい。
【００８５】
面Ｂ３は、第２の基板３００の主面すなわち第２の配線層３２０の第１の面に対して傾斜している。このため、第２の電極４２０が形成されるとき、第２の電極４２０の内部に空間（穴）が形成されにくい。
【００８６】
第２の電極４２０と第２の金属膜４３０とは、同一の金属を含んでもよい。つまり、第２の導電材料と第４の導電材料とが同一の金属であってもよい。
【００８７】
第２の基板３００の主面に垂直な方向に見た複数の第２の電極４２０と複数の第２の金属膜４３０との配列は、第１の基板１００の主面に垂直な方向に見た複数の第１の電極２２０と複数の第１の金属膜２３０との配列と同様である。
【００８８】
面Ａ２と面Ａ５とは接合面である。第１の接続層２００と第２の接続層４００とが接合されるとき、面Ｂ２と面Ｂ５とに圧力が加わる。第２の電極４２０は多孔質であるため、第２の電極４２０は、導電材料が充填された構造を有する電極よりも変形しやすい。このため、第２の電極４２０が変形しながら、第１の接続層２００と第２の接続層４００とが接合される。第２の電極４２０と第２の樹脂４１０との両方が変形してもよい。少なくとも第２の電極４２０が変形しやすいため、接合に必要な圧力が低減される。面Ｂ５が平坦ではない場合でも、第２の電極４２０が変形することによって、面Ｂ５と面Ａ５との密着性が保たれる。
【００８９】
面Ｂ２と面Ｂ５とが接続される接続領域以外の領域において、面Ｂ２と面Ｂ５との高さが異なってもよい。例えば、接続領域以外の領域において、面Ｂ２と第２の基板３００との距離Ｄ５は、面Ｂ５と第２の基板３００との距離Ｄ７よりも小さくてもよい。接続領域以外の領域において、面Ｂ２と第２の基板３００との距離Ｄ５は、面Ｂ５と第２の基板３００との距離Ｄ７よりも大きくてもよい。接続領域以外の領域において、面Ｂ２と第２の基板３００との距離Ｄ５は、面Ｂ５と第２の基板３００との距離Ｄ７と同一であってもよい。
【００９０】
図１１は、半導体装置１１の製造方法を示している。図１１を参照し、半導体装置１１の製造方法を説明する。図１１では、図１と同様に、第１の基板１００等の断面が示されている。半導体装置１１の製造方法は、第１の構造１０ｆの形成工程と、第２の構造３０ａの形成工程と、接合工程（第５の工程）とを有する。第１の構造１０ｆは、第１の基板１００と第１の接続層２００とを有する。第２の構造３０ａは、第２の基板３００と第２の接続層４００とを有する。第１の構造１０ｆの形成工程と第２の構造３０ａの形成工程とは、半導体装置１０の製造方法を構成する各工程と同様である。つまり、第１の構造１０ｆの形成工程と第２の構造３０ａの形成工程とは、準備工程と、樹脂の形成工程（第１の工程）と、樹脂のパターニング工程（第２の工程）と、導電層の形成工程（第３の工程）と、電極の形成工程（第４の工程）とを有する。
【００９１】
半導体装置１１の製造方法は、面Ａ５と第２の構造３０ａとが接合される接合工程を有する。つまり、接合工程では、第１の構造１０ｆと第２の構造３０ａとが接合される。図１１に示すように、接合工程では、面Ａ２が面Ｂ２と対向し、かつ、面Ａ５が面Ｂ５と電気的に接続されるように面Ａ５と第２の構造３０ａとが接合される。接合工程では、面Ａ５は面Ｂ５と対向する。接合工程では、面Ａ２と面Ｂ２とが接合される。接合工程では、面Ａ５と面Ｂ５とが接合される。例えば、接合工程では、熱圧着法が用いられる。熱圧着法では、熱と圧力とが加えられる。接合工程では、表面活性化接合法を用いてもよい。表面活性化接合法では、接合面の表面にプラズマが照射されることにより表面が活性状態となった後、接合が行われる。
【００９２】
本発明の各態様の半導体装置は、第１の金属膜２３０と第２の金属膜４３０との少なくとも一方に対応する構成を有していなくてもよい。本発明の各態様の半導体装置の製造方法は、第１の金属膜２３０の形成工程と第２の金属膜４３０の形成工程との少なくとも一方に対応する工程を有していなくてもよい。
【００９３】
第２の実施形態によれば、第１の基板１００と、第１の樹脂２１０と、第１の電極２２０と、第２の基板３００と、第２の樹脂４１０と、第２の電極４２０とを有する半導体装置１１が構成される。
【００９４】
第２の実施形態によれば、樹脂の形成工程（第１の工程）と、樹脂のパターニング工程（第２の工程）と、導電層の形成工程（第３の工程）と、電極の形成工程（第４の工程）と、接合工程（第５の工程）とを有する、半導体装置１１の製造方法が構成される。
【００９５】
半導体装置１１は、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極２２０と、多孔質の第２の導電材料を含む第２の電極４２０とを有する。このため、接合に必要な圧力が低減される。
【００９６】
半導体装置１１は、第２の金属膜４３０をさらに有する。このため、第２の電極４２０が形成されやすい。
【００９７】
第２の電極４２０と第２の金属膜４３０とは、同一の金属を含んでもよい。これにより、第２の電極４２０と第２の金属膜４３０との導電性が向上する。また、第２の電極４２０と第２の金属膜４３０との合金が形成されにくい。
【００９８】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態の半導体装置１２の構成を示している。図１２では半導体装置１２の断面が示されている。図１２に示すように、半導体装置１２は、第１の基板１００と、第２の基板３００と、第１の接続層２００と、第２の電極４２０ａとを有する。第１の基板１００と第２の基板３００とは、第１の接続層２００を介して積層されている。
【００９９】
半導体装置１２を構成する部分の寸法は、図１２に示される寸法に従うわけではない。半導体装置１２を構成する部分の寸法は任意であってよい。
【０１００】
第１の基板１００は、図１に示す第１の基板１００と同一である。第１の接続層２００は、第１の接続層２００の内部に第２の電極４２０ａが配置されている点を除いて、図１に示す第１の接続層２００と同一である。第２の基板３００は、図１に示す第２の基板３００と同一である。
【０１０１】
図１２では複数の第２の電極４２０ａが存在するが、代表として１つの第２の電極４２０ａの符号が示されている。第２の電極４２０ａは、第２の配線層３２０の第１の面に配置されている。
【０１０２】
第２の電極４２０ａは、第２の導電材料が充填された構造を有する。第２の電極４２０ａは、面Ｂ７（第７の面）と、面Ｂ８（第８の面）と、面Ｂ９とを有する。図１２では複数の面Ｂ７が存在するが、代表として１つの面Ｂ７の符号が示されている。図１２では複数の面Ｂ８が存在するが、代表として１つの面Ｂ８の符号が示されている。図１２では複数の面Ｂ９が存在するが、代表として１つの面Ｂ９の符号が示されている。
【０１０３】
面Ｂ７と面Ｂ８とは、反対方向を向いている。面Ｂ７は、第２の電極４２０ａの上面である。面Ｂ８は、第２の電極４２０の下面である。面Ｂ９は、第２の電極４２０ａの側面である。面Ｂ９は、面Ｂ７と面Ｂ８とに接続されている。面Ｂ７と第２の配線層３２０との距離は、面Ｂ８と第２の配線層３２０との距離Ｄ８よりも小さい。つまり、面Ｂ７と第２の基板３００との距離は、面Ｂ８と第２の基板３００との距離Ｄ８よりも小さい。図１２では、面Ｂ７と第２の基板３００との距離は０である。
【０１０４】
第２の電極４２０ａは、第２の配線３２１と接触している。つまり、第２の電極４２０ａは、第２の基板３００と電気的に接続されている。面Ｂ７と第２の配線層３２０の第１の面との間に金属膜があってもよい。
【０１０５】
半導体装置１２の製造方法は、第１の構造の形成工程と、第２の構造の形成工程と、接合工程（第５の工程）とを有する。第１の構造は、第１の基板１００と第１の接続層２００とを有する。第２の構造は、第２の基板３００と第２の電極４２０ａとを有する。第１の構造の形成工程は、半導体装置１０の製造方法を構成する各工程と同様である。つまり、第１の構造の形成工程は、準備工程と、樹脂の形成工程（第１の工程）と、樹脂のパターニング工程（第２の工程）と、導電層の形成工程（第３の工程）と、電極の形成工程（第４の工程）とを有する。第２の構造の形成工程は、準備工程と、電極の形成工程とを有する。第２の構造の形成工程における電極の形成工程では、第２の電極４２０ａが形成される。
【０１０６】
接合工程では、第１の構造と第２の構造とが接合される。接合工程では、面Ａ５が面Ｂ８と電気的に接続されるように面Ａ５と第２の構造とが接合される。接合工程では、面Ａ５は面Ｂ８と対向する。
【０１０７】
本発明の各態様の半導体装置は、第１の金属膜２３０に対応する構成を有していなくてもよい。本発明の各態様の半導体装置の製造方法は、第１の金属膜２３０の形成工程に対応する工程を有していなくてもよい。
【０１０８】
第３の実施形態によれば、第１の基板１００と、第１の樹脂２１０と、第１の電極２２０と、第２の基板３００と、第２の電極４２０ａとを有する半導体装置１２が構成される。
【０１０９】
第３の実施形態によれば、樹脂の形成工程（第１の工程）と、樹脂のパターニング工程（第２の工程）と、導電層の形成工程（第３の工程）と、電極の形成工程（第４の工程）と、接合工程（第５の工程）とを有する、半導体装置１２の製造方法が構成される。
【０１１０】
半導体装置１２は、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極２２０と、第２の導電材料が充填された構造を有する第２の電極４２０ａとを有する。このため、接合に必要な圧力が低減される。
【０１１１】
（第４の実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施形態の固体撮像装置１３の構成を示している。固体撮像装置１３は、撮像機能を有する半導体装置である。図１３では固体撮像装置１３の断面が示されている。図１３に示すように、固体撮像装置１３は、第１の基板１００ａと、第２の基板３００ａと、接続部５００と、マイクロレンズ６００と、カラーフィルタ６０１とを有する。第１の基板１００ａと第２の基板３００ａとは、接続部５００を介して積層されている。
【０１１２】
固体撮像装置１３を構成する部分の寸法は、図１３に示される寸法に従うわけではない。固体撮像装置１３を構成する部分の寸法は任意であってよい。
【０１１３】
第１の基板１００ａは、第１の半導体層１１０ａと、第１の配線層１２０とを有する。第１の配線層１２０は、図１に示す第１の配線層１２０と同一である。
【０１１４】
第１の半導体層１１０ａは、第１の光電変換部１１１を有する。図１３では複数の第１の光電変換部１１１が存在するが、代表として１つの第１の光電変換部１１１の符号が示されている。第１の半導体層１１０ａは、第１の半導体材料で構成されている。例えば、第１の光電変換部１１１は、第１の半導体層１１０ａを構成する第１の半導体材料とは不純物濃度が異なる半導体材料で構成されている。
【０１１５】
第２の基板３００ａは、第２の半導体層３１０ａと、第２の配線層３２０とを有する。第２の配線層３２０は、図１に示す第２の配線層３２０と同一である。
【０１１６】
第２の半導体層３１０ａは、第２の光電変換部３１１を有する。図１３では複数の第２の光電変換部３１１が存在するが、代表として１つの第２の光電変換部３１１の符号が示されている。第２の半導体層３１０ａは、第２の半導体材料で構成されている。例えば、第２の光電変換部３１１は、第２の半導体層３１０ａを構成する第２の半導体材料とは不純物濃度が異なる半導体材料で構成されている。第２の光電変換部３１１に対応する領域に第１の光電変換部１１１が形成されている。つまり、第１の光電変換部１１１は、第２の光電変換部３１１を透過した光が入射する位置に形成されている。
【０１１７】
第２の基板３００ａの表面にカラーフィルタ６０１が配置され、カラーフィルタ６０１上にマイクロレンズ６００が配置されている。図１３では複数のマイクロレンズ６００が存在するが、代表として１つのマイクロレンズ６００の符号が示されている。また、図１３では複数のカラーフィルタ６０１が存在するが、代表として１つのカラーフィルタ６０１の符号が示されている。
【０１１８】
固体撮像装置１３の光学的前方に配置された撮像レンズを通過した、被写体からの光がマイクロレンズ６００に入射する。マイクロレンズ６００は、撮像レンズを透過した光を結像する。カラーフィルタ６０１は、所定の色に対応した波長の光を透過させる。
【０１１９】
マイクロレンズ６００とカラーフィルタ６０１とを透過した光は、第２の半導体層３１０ａに入射する。第２の半導体層３１０ａに入射した光は、第２の半導体層３１０ａ内を進んで第２の光電変換部３１１に入射する。第２の光電変換部３１１は、入射した光を信号に変換する。
【０１２０】
第２の光電変換部３１１を透過した光は、第２の配線層３２０と接続部５００とを透過し、第１の基板１００ａの第１の配線層１２０に入射する。第１の配線層１２０に入射した光は、第１の配線層１２０を透過し、第１の半導体層１１０ａに入射する。第１の半導体層１１０ａに入射した光は、第１の半導体層１１０ａ内を進んで第１の光電変換部１１１に入射する。第１の光電変換部１１１は、入射した光を信号に変換する。
【０１２１】
接続部５００の構造は、図１２に示す第１の接続層２００および第２の電極４２０ａと同様の構造であってもよい。
【０１２２】
固体撮像装置１３は、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極２２０と、多孔質の第２の導電材料を含む第２の電極４２０とを有する。このため、接合に必要な圧力が低減される。
【０１２３】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の各実施形態によれば、半導体装置は、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極を有する。このため、接合に必要な圧力が低減される。
【符号の説明】
【０１２５】
１０，１１，１２  半導体装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ  中間構造
１０ｆ  第１の構造
１３  固体撮像装置
３０ａ  第２の構造
１００，１００ａ  第１の基板
１１０，１１０ａ  第１の半導体層
１１１  第１の光電変換部
１２０  第１の配線層
１２１  第１の配線
１２２  第１の層間絶縁膜
２００  第１の接続層
２１０  第１の樹脂
２１０ａ  開口部
２２０  第１の電極
２２０ａ  導電層
２３０  第１の金属膜
３００，３００ａ  第２の基板
３１０，３１０ａ  第２の半導体層
３１１  第２の光電変換部
３２０  第２の配線層
３２１  第２の配線
３２２  第２の層間絶縁膜
４００  第２の接続層
４１０  第２の樹脂
４２０，４２０ａ  第２の電極
４３０  第２の金属膜
５００  接続部
６００  マイクロレンズ
６０１  カラーフィルタ
【図１】
2016139794.tif 000003
【図２】
2016139794.tif 000004
【図３】
2016139794.tif 000005
【図４】
2016139794.tif 000006
【図５】
2016139794.tif 000007
【図６】
2016139794.tif 000008
【図７】
2016139794.tif 000009
【図８】
2016139794.tif 000010
【図９】
2016139794.tif 000011
【図１０】
2016139794.tif 000012
【図１１】
2016139794.tif 000013
【図１２】
2016139794.tif 000014
【図１３】
2016139794.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月11日(2017.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体材料を含む第１の基板と、
第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する絶縁層と、
第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極と、
を有し、
前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成し、
前記第３の面は、前記第６の面と対向し、
前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さく、
前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい半導体装置であって、
第２の半導体材料を含む第２の基板と、
第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料が充填された構造を有する第２の電極と、
をさらに有し、
前記第５の面は、前記第８の面と電気的に接続され、
前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい半導体装置。
【請求項２】
第１の半導体材料を含む第１の基板と、
第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する絶縁層と、
第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む第１の電極と、
を有し、
前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成し、
前記第３の面は、前記第６の面と対向し、
前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さく、
前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい半導体装置であって、
第２の半導体材料を含む第２の基板と、
第７の面と、第８の面とを有し、多孔質の第２の導電材料を含む第２の電極と、
をさらに有し、
前記第５の面は、前記第８の面と電気的に接続され、
前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい半導体装置。
【請求項３】
第３の導電材料を含み、前記第１の面と、前記第２の面と、前記第３の面とに接触する金属膜をさらに有する
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の電極と前記金属膜とは、同一の金属を含む
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
第１の半導体材料を含む第１の基板に絶縁層が形成され、前記絶縁層は、第１の面と第２の面とを有する第１の工程と、
前記絶縁層の一部が除去されることにより前記絶縁層に第３の面が形成される第２の工程と、
第１の導電材料を含む導電層が前記第２の面と前記第３の面とに形成され、前記導電層は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成し、前記第３の面は前記第６の面と対向し、前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さく、前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい第３の工程と、
前記導電層から多孔質の第１の電極が形成される第４の工程と、
前記第５の面と第１の構造とが接合される第５の工程と、
を有し、
前記第１の構造は、
第２の半導体材料を含む第２の基板と、
第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料が充填された第２の構造を含む第２の電極と、
を有し、
前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さく、
前記第５の工程では、前記第５の面が前記第８の面と電気的に接続されるように前記第５の面と前記第１の構造とが接合される
半導体装置の製造方法。
【請求項６】
第１の半導体材料を含む第１の基板に絶縁層が形成され、前記絶縁層は、第１の面と第２の面とを有する第１の工程と、
前記絶縁層の一部が除去されることにより前記絶縁層に第３の面が形成される第２の工程と、
第１の導電材料を含む導電層が前記第２の面と前記第３の面とに形成され、前記導電層は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成し、前記第３の面は前記第６の面と対向し、前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さく、前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい第３の工程と、
前記導電層から多孔質の第１の電極が形成される第４の工程と、
前記第５の面と構造とが接合される第５の工程と、
を有し、
前記構造は、
第２の半導体材料を含む第２の基板と、
第７の面と、第８の面とを有し、多孔質の第２の導電材料を含む第２の電極と、
を有し、
前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さく、
前記第５の工程では、前記第５の面が前記第８の面と電気的に接続されるように前記第５の面と前記構造とが接合される
半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、半導体装置は、第１の基板と、絶縁層と、第１の電極とを有する。前記第１の基板は、第１の半導体材料を含む。前記絶縁層は、第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する。前記第１の電極は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は、前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記半導体装置は、第２の基板と、第２の電極とをさらに有する。前記第２の基板は、第２の半導体材料を含む。前記第２の電極は、第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料が充填された構造を有する。前記第５の面は、前記第８の面と電気的に接続される。前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、半導体装置は、第１の基板と、絶縁層と、第１の電極とを有する。前記第１の基板は、第１の半導体材料を含む。前記絶縁層は、第１の面と、第２の面と、第３の面とを有する。前記第１の電極は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有し、多孔質の第１の導電材料を含む。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は、前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記半導体装置は、第２の基板と、第２の電極とをさらに有する。前記第２の基板は、第２の半導体材料を含む。前記第２の電極は、第７の面と、第８の面とを有し、多孔質の第２の導電材料を含む。前記第５の面は、前記第８の面と電気的に接続される。前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第７の態様によれば、半導体装置の製造方法は、第１の工程と、第２の工程と、第３の工程と、第４の工程と、第５の工程と、を有する。前記第１の工程では、第１の半導体材料を含む第１の基板に絶縁層が形成される。前記絶縁層は、第１の面と第２の面とを有する。前記第２の工程では、前記絶縁層の一部が除去されることにより前記絶縁層に第３の面が形成される。前記第３の工程では、第１の導電材料を含む導電層が前記第２の面と前記第３の面とに形成される。前記導電層は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有する。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の工程では、前記導電層から多孔質の第１の電極が形成される。前記第５の工程では、前記第５の面と第１の構造とが接合される。前記第１の構造は、第２の基板と、第２の電極とを有する。前記第２の基板は、第２の半導体材料を含む。前記第２の電極は、第７の面と、第８の面とを有し、第２の導電材料が充填された第２の構造を含む。前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい。前記第５の工程では、前記第５の面が前記第８の面と電気的に接続されるように前記第５の面と前記第１の構造とが接合される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第８の態様によれば、半導体装置の製造方法は、第１の工程と、第２の工程と、第３の工程と、第４の工程と、第５の工程と、を有する。前記第１の工程では、第１の半導体材料を含む第１の基板に絶縁層が形成される。前記絶縁層は、第１の面と第２の面とを有する。前記第２の工程では、前記絶縁層の一部が除去されることにより前記絶縁層に第３の面が形成される。前記第３の工程では、第１の導電材料を含む導電層が前記第２の面と前記第３の面とに形成される。前記導電層は、第４の面と、第５の面と、第６の面とを有する。前記第２の面と前記第５の面とは、同一の面を構成する。前記第３の面は前記第６の面と対向する。前記第１の面と前記第１の基板との距離は、前記第２の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の面と前記第１の基板との距離は、前記第５の面と前記第１の基板との距離よりも小さい。前記第４の工程では、前記導電層から多孔質の第１の電極が形成される。前記第５の工程では、前記第５の面と構造とが接合される。前記構造は、第２の基板と、第２の電極とを有する。前記第２の基板は、第２の半導体材料を含む。前記第２の電極は、第７の面と、第８の面とを有し、多孔質の第２の導電材料を含む。前記第７の面と前記第２の基板との距離は、前記第８の面と前記第２の基板との距離よりも小さい。前記第５の工程では、前記第５の面が前記第８の面と電気的に接続されるように前記第５の面と前記構造とが接合される。
【国際調査報告】
2016139794.tif 000016
2016139794.tif 000017
2016139794.tif 000018
2016139794.tif 000019