(57)【要約】【課題】上方の集積回路に配置された回路と電気的に接続される予定ではない下方の集積回路に配置された回路とが電気的に接続されることを防ぎ、集積回路の高集積化を行う集積回路装置を得る。【解決手段】シリコン基板１の主表面上に集積回路２が形成され、シリコン基板１の裏面上に絶縁層１２が形成され、それらシリコン基板１、集積回路２および絶縁層１２を貫通するように接続杭４が形成された集積回路装置を備え、それら複数の集積回路装置５ａ，５ｂが積層され、上方の集積回路装置５ａの集積回路２ａの接続杭４ａが隣接する下方の集積回路装置５ｂの集積回路２ｂの接続杭４ｂと直接に接続する場合、接続杭４ａ，４ｂを互いに電気的に接続する。上方の集積回路装置５ａの集積回路２ａの接続杭４ｃと下方の集積回路装置５ｂの集積回路２ｂの接続杭４ｄとを接続しない場合、接続杭４ｃ，４ｄは絶縁層１２によって互いに絶縁される。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面上に形成された集積回路と、
上記基板の主表面に対向する裏面上に形成された絶縁体と、
導電性の材料によって形成され、上記基板、上記集積回路および上記絶縁体を貫通するように形成された接続杭とを備えた集積回路装置。
【請求項２】
絶縁体の厚さを３ｎｍ以上にしたことを特徴とする請求項１記載の集積回路装置。
【請求項３】
基板の厚さを１００μｍ以下に薄膜化したことを特徴とする請求項１記載の集積回路装置。
【請求項４】
他の集積回路に配置された回路と電気的な接続を必要とする集積回路に配置された回路は、接続杭と電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の集積回路装置。
【請求項５】
請求項１記載の集積回路装置を複数積み重ねることによって形成された電子デバイスを備え、
第１の集積回路装置における第１の接続杭と前記第１の集積回路装置に隣接する第２の集積回路装置における第２の接続杭とを電気的に接続する場合は、前記第１の接続杭と前記第２の接続杭とが直接接続されるように位置決めされ、
前記第１の接続杭と前記第２の接続杭とを電気的に接続しない場合は、前記第１の接続杭と前記第２の接続杭とが接続されないように位置決めされることを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、他の集積回路装置の接続杭と電気的に接続される接続杭を有する集積回路装置および接続杭により接続された複数の集積回路からなる電子デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の集積回路装置を示す縦断面図であり、図５は従来の積層された２つの集積回路装置からなる電子デバイスを示す縦断面図である。図において、１０５は従来の集積回路装置、１０１は薄膜化されたシリコン基板、１０２はシリコン基板１０１上に形成された集積回路、１０３はシリコン基板１０１および集積回路１０２を貫通するように形成された複数の接続孔、１０４は導電性の材料によって形成され、それら複数の接続孔１０３にそれぞれ形成された接続杭である。
【０００３】
次に従来の集積回路装置の製造工程および複数の集積回路装置の相互接続による電子デバイスの製造工程について説明する。
図４に示したような集積回路装置は、図に示す集積回路装置を複数積層することで得られる多層の集積回路の高集積化と機能の集約とを図るようにしたものである。そして、接続杭１０４は、複数の集積回路装置を積層する場合に、異なる集積回路装置の集積回路１０２に存在する回路間を電気的に接続するために設けられたものである。
図４に示した集積回路装置の製造工程は、シリコン基板１０１上に、集積回路１０２を形成する。例えば、記憶回路またはロジック回路等が集積回路１０２に形成される。次いで、集積回路１０２の異なる層の回路間接続の必要性に応じて接続孔１０３を集積回路１０２に形成し、接続杭１０４を接続孔１０３内に形成する。
次に、シリコン基板１０１の裏面部分を削ることによってシリコン基板１０１を薄膜化する。それで、薄くなった集積回路装置１０５が得られる。
さらに、図５に示すように、それぞれの集積回路装置を他の集積回路装置に積み重ねるようにして接続することによって、複数の集積回路装置を積層する。このとき、集積回路装置１０５ａの集積回路１０２ａに配置される回路を集積回路装置１０５ｂの集積回路１０２ｂに配置される回路と電気的に接続することが必要である場合、集積回路１０２ａに配置される回路に電気的に接続される接続杭１０４ａが集積回路装置１０５ａに形成され、集積回路１０２ｂに配置される回路に電気的に接続される接続杭１０４ｂが集積回路装置１０５ｂに形成され、接続杭１０４ａが接続杭１０４ｂに接続されるように集積回路装置１０５ａが集積回路装置１０５ｂに積み重ねられる。
このように、積層された集積回路装置１０５ａ，１０５ｂ内に、それぞれ集積回路１０２ａ，１０２ｂが形成されたとき、集積回路装置１０５ａ，１０５ｂ内のそれぞれの回路は必要に応じて対になるように電気的に接続される。
また、シリコン基板１０１を薄膜化することによって集積回路装置１０５は薄く形成されるので、集積回路装置１０５は十分に薄くできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の集積回路装置は以上のように構成されているので、大気にさらされた薄膜化されていないシリコン基板の表面部分は２酸化シリコンとなっており、薄膜化されていないシリコン基板の表面部分は非導体である。集積回路装置を薄くするために、シリコン基板を薄膜化すると、２酸化シリコンの表面部分はシリコン基板から取り除かれ、薄膜化されたシリコン基板１０１の表面部分は導電性を有する。
そして、図５に示すように、集積回路装置１０５ａの接続杭１０４ｃが集積回路装置１０５ｂの接続杭１０４ｄに直接に接続されない配置で集積回路装置１０５ａが集積回路装置１０５ｂに積み重ねられたとき、接続杭１０４ｃは薄膜化されたシリコン基板１０１の導電部分を介して接続杭１０４ｄの近くに位置するので、この場合、互いに近くに位置する接続杭１０４ｃと接続杭１０４ｄとがシリコン基板１０１の導電部分を介して互いに短絡しあうことがある。
そのため、互いに電気的に接続される予定でない異なる集積回路１０２ａ，１０２ｂに配置される回路が互いに電気的に接続されてしまうことになる。
このことは、集積回路装置の特性を劣化させ、高集積化の妨げになるなどの課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、上方の集積回路に配置された回路と電気的に接続される予定ではない下方の集積回路に配置された回路とが電気的に接続されることを防ぎ、集積回路の高集積化を行う集積回路装置およびこの集積回路を積層した電子デバイスを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る集積回路装置は、基板の主表面上に形成された集積回路と、基板の主表面に対向する裏面上に形成された絶縁体と、導電性の材料によって形成され、基板、集積回路および絶縁体を貫通するように形成された接続杭とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１（Ａ）はこの発明の実施の形態１による集積回路装置を示す上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示される集積回路装置のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示される集積回路装置の底面図である。図２はこの発明の実施の形態１による集積回路装置を積層して形成した電子デバイスを示す縦断面図である。
図において、５は集積回路装置、１は薄膜化されたシリコン（Ｓｉ）基板（基板）、２は基板１の主表面上に形成された記憶回路またはロジック回路等の集積回路、３は基板１および集積回路２を貫通するように形成された複数の接続孔、４は銅（Ｃｕ）等の導電性の材料によって形成され、それら複数の接続孔３にそれぞれ形成された接続杭である。集積回路２に配置される回路と他の集積回路装置の集積回路に配置される回路との間で信号のやり取りを行うことが必要である場合、集積回路２に配置されるその回路は信号線（図示せず）を介して接続杭４に電気的に接続される。
１２は薄膜化されたシリコン基板１の主表面に対向する裏面上に形成されたエポキシ樹脂やポリイミド等の絶縁層（絶縁体）である。なお、複数の接続孔３および接続杭４は、基板１および集積回路２と共にこの絶縁層１２を貫通するように形成されている。
【０００８】
次に集積回路装置の製造工程および複数の集積回路装置を積層し、それら集積回路装置間を接続することによる電子デバイスの製造工程について説明する。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示したような集積回路装置５は、図に示す集積回路装置を複数積層することで得られる多層の集積回路の高集積化と機能の集約とを図るようにしたものである。そして、接続杭４は、複数の集積回路装置を積層する場合に、異なる集積回路装置の集積回路２に存在する回路間を電気的に接続するために設けられたものである。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示した集積回路装置５の製造工程は、シリコン基板１の主表面上に、集積回路２を形成する。例えば、記憶回路またはロジック回路等が集積回路２に形成される。次いで、集積回路２の異なる層に存在する記憶回路またはロジック回路等の回路間の接続の必要に応じて接続孔３を集積回路２に形成し、接続杭４を接続孔３内に形成する。
次に、大気にさらされたシリコン基板１の裏面部分を削ることによってシリコン基板１を薄膜化する。それで、集積回路装置５は薄膜化され、複数の集積回路装置５を積層しても所定の厚さ以内になる。例えば、シリコン基板１の厚さを１００μｍ以下に薄膜化すれは、集積回路装置５自体を薄型化することができ、より多数の集積回路装置５の積層を可能にすることができる。
次に、薄膜化されたシリコン基板１の裏面に、絶縁層１２をコーティングする。このとき、接続杭４の底部上には絶縁層１２を形成しない。コーティングすることによって、薄膜化されたシリコン基板１は絶縁層１２によって外部に対して絶縁される。以上で、集積回路装置５の製造が完了する。
さらに、図２に示すように、それぞれの集積回路装置５を他の集積回路装置５に積み重ねるようにして接続することによって、複数の集積回路装置５を積層し、集積回路装置５の接続杭４を介して集積回路２を互いに電気的に接続する。それで、複数の層部分からなる集積回路２が積層された複数の集積回路装置５内に形成される。
集積回路装置５の相互接続において、例えば、集積回路装置５ａの集積回路２ａに配置される回路を、その集積回路装置５ａと積層する集積回路装置５ｂの集積回路２ｂに配置される回路と電気的に接続することが必要である場合を考える。この場合、集積回路装置５ａの接続杭４ａが集積回路２ａに配置される回路に電気的に接続され、集積回路装置５ｂの接続杭４ｂが集積回路２ｂに配置される回路に電気的に接続され、接続杭４ａが接続杭４ｂに直接に接続されるように集積回路装置５ａを集積回路装置５ｂに積み重ねる。絶縁層１２は接続杭４ａと接続杭４ｂとの間には介在せず、集積回路装置５ａの接続杭４ａは集積回路装置５ｂの接続杭４ｂに電気的に接続され、集積回路装置５ａの集積回路２ａに配置される回路と集積回路装置５ｂの集積回路２ｂに配置される回路は接続杭４ａ及び接続杭４ｂを介して電気的に接続される。
また、例えば、集積回路装置５ａの接続杭４ｃに電気的に接続される集積回路回路２ａの回路を、その集積回路装置５ａと積層する集積回路装置５ｂの接続杭４ｄに電気的に接続される集積回路２ｂの回路と電気的に接続しない場合を考える。この場合、集積回路装置５ａが集積回路装置５ｂに積み重ねられた場合、集積回路装置５ａの接続杭４ｃが集積回路装置５ｂの接続杭４ｄに接触しないように位置決めされる。それで、集積回路装置５ｂの接続杭４ｄは集積回路装置５ａのシリコン基板１の下面上に配置される絶縁層１２に必ず接触する。この場合、例え、集積回路装置５ｂの接続杭４ｄが集積回路装置５ａの接続杭４ｃの近くに位置しても、集積回路装置５ｂの接続杭４ｄは集積回路装置５ａの絶縁層１２によって集積回路装置５ａの接続杭４ｃから絶縁される。
それで、集積回路装置５の相互接続において集積回路装置５の接続杭４が他の集積回路装置５の接続杭４に直接に接続されない場合、絶縁層１２が必ず２つの集積回路装置５の接続杭４間に介在するので、接続杭４は互いに絶縁層１２によって絶縁される。
例えば、絶縁層１２の厚さを３ｎｍ以上にすれば、接続杭４同士が短絡することを確実に防ぐことができる。
【０００９】
以上のように、この実施の形態１によれば、薄膜化されたシリコン基板１の裏面は導電性を有しているが、薄膜化されたシリコン基板１の裏面上に絶縁層１２を形成することにより、複数の接続杭４同士が直接に接続しないように位置決めされた場合、複数の接続杭４同士が短絡することを防ぐことができ、集積回路２にある回路と電気的に接続される予定ではない集積回路２にある回路とが電気的に接続されることを防ぐことができる。それで、集積回路装置５の特性を良好にし、一層の高集積化を可能にすることができる。
【００１０】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による集積回路装置を示す断面図であり、この実施の形態２の構成要素のうち上記実施の形態１の構成要素と同等あるいは同じであるものについては同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
図において、１３は薄膜化されたシリコン基板１の裏面上に形成された二酸化シリコン膜（絶縁体）である。
【００１１】
次に集積回路装置の製造工程および複数の集積回路装置の相互接続による電子デバイスの製造工程について説明する。
図３に示した集積回路装置の製造工程は、上記実施の形態１と同様にシリコン基板１を薄膜化した後、薄膜化されたシリコン基板１の裏面に、二酸化シリコン膜１３を、シリコン基板１の下部分を酸化することにより形成する。このとき、接続杭４底部上には二酸化シリコン膜１３を形成しない。このことによって、薄膜化されたシリコン基板１は二酸化シリコン膜１３によって外部に対して絶縁される。以上で、集積回路装置５の製造が完了する。
さらに、それぞれの集積回路装置５を他の集積回路装置５に積み重ねるようにして接続することによって、複数の集積回路装置５を積層し、集積回路装置５の接続杭４を介して集積回路２を互いに電気的に接続する。それで、複数の層部分からなる集積回路２が積層された複数の集積回路装置５内に形成される。
それで、集積回路装置５を他の集積回路装置５に積み重ねるとき、集積回路装置５の接続杭４が他の集積回路装置５の接続杭４に直接に接続しない場合、他の集積回路装置５の接続杭４は集積回路装置５のシリコン基板１の裏面上に配置される二酸化シリコン膜１３に必ず接触する。この場合、二酸化シリコン膜１３が必ず集積回路装置５の接続杭４間に介在するので、接続杭４は互いに二酸化シリコン膜１３によって絶縁される。例えば、二酸化シリコン膜１３の厚さを３ｎｍ以上にすれば、接続杭４同士が短絡することを確実に防ぐことができる。
【００１２】
以上のように、この実施の形態２によれば、薄膜化されたシリコン基板１の裏面は導電性を有しているが、薄膜化されたシリコン基板１の裏面上に二酸化シリコン膜１３を形成することにより、複数の接続杭４同士が直接に接続されないように位置決めされた場合、複数の接続杭４同士が短絡することを防ぐことができ、集積回路２にある回路と電気的に接続される予定ではない集積回路２にある回路とが電気的に接続されることを防ぐことができる。それで、集積回路装置５の特性を良好にし、一層の高集積化を可能にすることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、集積回路装置を基板の主表面上に形成された集積回路と、基板の主表面に対向する裏面上に形成された絶縁体と、導電性の材料によって形成され、基板、集積回路および絶縁体を貫通するように形成された接続杭とを備えるように構成したので、積層する集積回路装置の相互接続において、下方の集積回路装置の接続杭は接続を要しない場合は、上方の集積回路装置の絶縁体に接触するので、集積回路装置の接続杭間の電気的短絡は生じない。したがって、上方の集積回路にある回路と電気的に接続される予定ではない下方の集積回路にある回路が電気的に接続されることが防がれ、集積回路の高集積化を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の実施の形態１による集積回路装置を示す上面図、（Ｂ）は集積回路装置のＡ−Ａ線に沿った断面図、（Ｃ）は集積回路装置の底面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による積層された集積回路装置による電子デバイスを示す縦断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による集積回路装置を示す断面図である。
【図４】従来の集積回路装置を示す縦断面図である。
【図５】従来の積層された２つの集積回路装置による電子デバイスを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　シリコン基板（基板）、２，２ａ，２ｂ　集積回路、３　接続孔、４，４ａ〜４ｄ　接続杭、５，５ａ，５ｂ　集積回路装置、１２　絶縁層（絶縁体）、１３　二酸化シリコン膜（絶縁体）、１０１　シリコン基板、１０２，１０２ａ，１０２ｂ　集積回路、１０３　接続孔、１０４，１０４ａ〜１０４ｃ　接続杭、１０５，１０５ａ，１０５ｂ　集積回路装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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