(57)【要約】【課題】半導体装置と外部装置とを接合するに当たり、接合時あるいは装置上面からの負荷をなくし、半導体装置や外部装置の電気的な異常や力学的な異常の対策を目的とする。また半導体装置や外部装置自体の厚みをなくし、より薄い接合形状および方法の提供を目的とする。【解決手段】半導体装置１と外部装置７とを接合する際に、半導体装置１を、半導体電極２上のバンプ５ごとダイシングカッター６によってカットし、半導体装置１の半導体回路形成面を主面としたときの側面部分と外部装置７の側面部分とを対向させ、半導体装置１の主面の端部分に形成した半導体電極２の露出部側面と外部装置７の主面に形成した外部電極８の露出部側面とを接着剤１０によって接合し、導通させる。【選択図】図１
2005252127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の半導体回路形成面を主面としたときの側面部分と外部装置の側面部分とを対向させ、半導体装置の主面の端部分に形成した電極の露出部側面と外部装置の主面に形成した電極の露出部側面とを接合したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体装置と外部装置とを接合した際に、半導体装置の電極および外部装置の電極の導通をとることを特徴とする請求項１項記載の半導体装置。
【請求項３】
半導体装置の半導体回路形成面を主面としたときの側面部分と外部装置の側面部分とを対向させ、半導体装置の主面の端部分に形成した電極の露出部側面と外部装置の主面に形成した電極の露出部側面とを接合することを特徴とする半導体装置接合方法。
【請求項４】
半導体装置側の電極に、導電性を有しかつ低温で溶解する物質によってバンプを形成し、このバンプをリフローさせることにより、前記バンプを前記半導体装置の電極の上面と前記外部装置の電極の上面に広げることを特徴とする請求項３記載の半導体装置接合方法。
【請求項５】
半導体装置の電極に付けたバンプをバンプごとダイシングカッター等でカットし、バンプ自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする請求項３または４記載の半導体装置接合方法。
【請求項６】
外部装置の電極を電極ごとカットし、外部装置の電極自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする請求項３，４または５記載の半導体装置接合方法。
【請求項７】
外部装置側の電極に、導電性を有しかつ低温で溶解する物質によってバンプを形成し、このバンプをリフローさせることにより、前記バンプを前記半導体装置の電極の上面と前記外部装置の電極の上面に広げることを特徴とする請求項３記載の半導体装置接合方法。
【請求項８】
外部装置の電極に付けたバンプをバンプごとカッター等でカットし、バンプ自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする請求項３または７記載の半導体装置接合方法。
【請求項９】
半導体装置の電極を電極ごとカットし、半導体装置の電極自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする請求項３，７または８記載の半導体装置接合方法。
【請求項１０】
半導体装置の電極および外部装置の電極に、導電性を有しかつ低温で溶解する物質によってバンプを形成し、このバンプをリフローさせることにより、前記バンプを半導体装置の電極の上面と前記外部装置の電極の上面に広げることを特徴とする請求項３記載の半導体装置接合方法。
【請求項１１】
半導体装置の電極に付けたバンプおよび外部装置の電極に付けたバンプをバンプごとカッター等でカットし、バンプ自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする請求項３または１０記載の半導体装置接合方法。
【請求項１２】
半導体装置と外部装置とを接合した際に、半導体装置の電極および外部装置の電極の導通をとることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項記載の半導体装置接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の接合形状および方法、特に外部装置との接合について用いられる形状および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の接合方法、特に外部装置との接合について用いられる形状および方法に関して、従来の形状および方法について説明する。
【０００３】
図４は従来の半導体装置の接合形状および接合方法を示す側面図であり、特に液晶を始めとするパネルとの接合について示したものである。以下に、その内容について説明する。
【０００４】
まず、拡散工程において、ウェハ状態で半導体装置１を形成する。その際、外部出力と接続する部分について、アルミなどで半導体電極２を形成する。その後、半導体電極２以外の部分を表面保護膜３で覆う。通常、表面保護膜３は、窒化膜などを使用する。次に、半導体装置１全体にバリアメタル４をスパッタリング等で蒸着する。このバリアメタル４はバンプ５をめっき方式で形成する場合、電極として用いる。バリアメタル４は、通常、２層に分けて蒸着され、１層目は半導体電極２に近い材質、２層目はバンプ５に近い材質が用いられる。次に、このバリアメタル４の上のバンプレジストを塗布し、バンプ５を形成する部分のみ、露光工程で除く。通常、バンプレジストは形成するバンプ高さより、５μｍ程度高めに形成する。次に、めっき工程で、バンプ５の形成を行う。めっき方式としては、通常、高膜厚のめっきを行う場合は、電解めっきで行う。また、電解をかけずに、めっきを行う無電解めっき方式もある。次に、バンプレジストを除去し、エッチング工程で、バリアメタル４の除去を行う。バリアメタル４が２層で形成された場合には、バリアメタル４の材質により、エッチングを２回に分けて行う。最後にアニール等を行い完成する。
【０００５】
以上のように形成されたバンプ５を外部装置７と接合させる。まず、外部装置７上の外部と接合させるための外部電極８を形成する。
【０００６】
次に、半導体装置１と外部装置７との接合を行う。この際、図４（ａ）に示すように、半導体装置１と外部装置７との間にＡＣＦ粒子９を混入する。
【０００７】
次に、図４（ｂ）に示すように、半導体装置１を外部装置７に圧着させる。この際、バンプ１と外部電極８を接合させるが、ＡＣＦ粒子９は導電性を有するため、このＡＣＦ粒子９を介してバンプ１と外部電極８の導通がとれ、半導体装置１と外部装置７との信号通信が可能となる。
【０００８】
なお、その他の従来におけるこの種の技術としては、特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開平５−１６６８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図４に示す半導体装置接合方法では、半導体装置と外部装置を接合させる場合、接合時あるいは接合後に継続して発生する半導体装置上面からの負荷により半導体装置自体に影響を与えてしまう恐れがある。具体的に言えば、半導体装置の電流、電圧特性や配線のショート、オープンなどが発生する。また、外部装置上に半導体装置をスタックした状態で接合を行うため、外部装置の厚みに半導体装置の厚みがプラスされ、非常に厚みをもったものとなってしまう恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、半導体装置上面からかかる負荷をなくし、半導体装置の厚み自体をなくしたことを特徴とした半導体装置および接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明によれば、半導体装置の半導体回路形成面を主面としたときの側面部分と外部装置の側面部分とを対向させ、半導体装置の主面の端部分に形成した電極の露出部側面と外部装置の主面に形成した電極の露出部側面とを接合したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、半導体装置と外部装置とを接合した際に、半導体装置の電極および外部装置の電極の導通をとることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、半導体装置の半導体回路形成面を主面としたときの側面部分と外部装置の側面部分とを対向させ、半導体装置の主面の端部分に形成した電極の露出部側面と外部装置の主面に形成した電極の露出部側面とを接合することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、請求項３に係る発明において、半導体装置側の電極に、導電性を有しかつ低温で溶解する物質によってバンプを形成し、このバンプをリフローさせることにより、前記バンプを前記半導体装置の電極の上面と前記外部装置の電極の上面に広げることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、請求項３または４に係る発明において、半導体装置の電極に付けたバンプをバンプごとダイシングカッター等でカットし、バンプ自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明によれば、請求項３，４または５に係る発明において、外部装置の電極を電極ごとカットし、外部装置の電極自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明によれば、請求項３に係る発明において、外部装置側の電極に、導電性を有しかつ低温で溶解する物質によってバンプを形成し、このバンプをリフローさせることにより、前記バンプを前記半導体装置の電極の上面と前記外部装置の電極の上面に広げることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明によれば、請求項３または７に係る発明において、外部装置の電極に付けたバンプをバンプごとカッター等でカットし、はんだバンプ自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明によれば、請求項３，７または８に係る発明において、半導体装置の電極を電極ごとカットし、外部装置の電極自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明によれば、請求項３に係る発明において、半導体装置の電極および外部装置の電極に、導電性を有しかつ低温で溶解する物質によってバンプを形成し、このバンプをリフローさせることにより、前記バンプを半導体装置の電極の上面と前記外部装置の電極の上面に広げることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明によれば、請求項３または１０に係る発明において、半導体装置の電極に付けたバンプおよび外部装置の電極に付けたバンプをバンプごとカッター等でカットし、はんだバンプ自体の断面を剥き出しにすることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に係る発明によれば、請求項３〜１１のいずれか１項に係る発明において、半導体装置と外部装置とを接合した際に、半導体装置の電極および外部装置の電極の導通をとることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、半導体装置と外部装置とを接合するに当たり、半導体装置および外部装置の側面部分で接合させることにより、接合時あるいは接合後に継続して発生する半導体装置上面からの負荷をなくすことが可能となり、半導体装置や外部装置の電気的な異常や力学的な異常の対策が可能となるメリットがある。また、側面部分で接合させることで、半導体装置や外部装置自体の厚みをなくすことが可能となるため、より薄い接合形状および接合方法の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の半導体装置の接合形状および方法、特に半導体装置と外部装置との接合に用いられる技術について説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施形態における半導体装置接合形状および接合方法を示す説明図であり、６はダイシングカッター、１０は接着剤を示す。なお、図４に示す従来の技術における部材と同一の部材、あるいは同一機能の部材については、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２６】
まず、図１（ａ）に示すように、拡散工程で、半導体装置１の内部回路を形成するとともに、外部電極パッドである半導体電極２を形成する。通常、この半導体電極２はＡｌで形成される。また、マイグレーション対策のため、Ｃｕ等を混ぜる場合もある。その後、表面保護膜３で、半導体電極２の全体を覆い、その後、エッチング等で、開口部分を形成する。表面保護膜３の材料としては、Ｐｌ−ＳｉＮが用いられる。その後、その上をポリイミドなどで被う場合もある。
【００２７】
まず、半導体装置１全面、半導体電極２全面にバリアメタル４をスパッタリング等で形成する。バリアメタル４は通常、２層で形成される。本実施形態においては、バリアメタル１層目としては、Ａｌに近い金属であるＴｉが用いられる。また、バリアメタル２層目としては、Ｃｕが使用される。
【００２８】
次に、半導体装置１全面、半導体電極２全面にバンプレジストを塗布し、バンプ６を形成する部分をマスク工程で除く。バンプレジストとしては、通常使用するレジストより、粘度の高いものを使用する。また、後のバンプを形成するめっきに使用するめっき液自体が、強酸、強アルカリの液である場合は、ネガレジストを使うのが一般的である。
【００２９】
次に、めっき工程でバンプ５を形成する。バンプ５の材質としては、導電性があり低温で溶解する物質を用いる。代表的なものとしてははんだが挙げられる。ここでは一例としてバンプ５をはんだで形成する場合について説明する。
【００３０】
まず、電解めっきを用いて、Ｎｉめっき行う。その後、このＮｉめっきの上にはんだめっきを行い、バンプ５を形成する。このようにバリアメタル４上に直接はんだめっきのみでバンプ５を形成しない理由としては、Ｃｕ上に直接、はんだめっきを実施すると、保存期間中にはんだがＣｕに拡散してしまい、はんだとＣｕの合金が形成されてしまう。こうなると、はんだとしての接合効力がなくなってしまう恐れがあるからである。はんだめっき後、不要部分のバンプレジストを除去する。その後、不要なバリアメタル４をエッチングで除去する。さらに、アニールを加えて、バンプ５のはんだを溶かし、球状にリフローする。このリフローを行うことで、バンプ５自体の高さの調整を行う。
【００３１】
次に、図１（ｂ）に示すように、ダイシング工程でウェハの切断を行う。ウェハの切断方法としてはダイサーのダイシングカッター６を用いてカットを行う。この際、注意するポイントとしてはバンプ５自体が剥き出しになるように、カットを行うことが重要である。このようにバンプ５が剥き出しになるようにカットを行う理由としては、後の工程でバンプ５をリフローする際に、半導体電極２と外部電極８とを接合し易くするためである。
【００３２】
次に、図１（ｃ）に示すように、外部装置７との接合を行う。この際、外部装置７には外部電極８が剥き出しになるように形成されており、この外部電極８を断面横部分からカットした半導体装置１と接着剤１０を用いて接着を行う。
【００３３】
次に、図１（ｄ）に示すように、外部装置７および半導体装置１を加熱し、バンプ５を溶かしてリフローさせ、半導体電極２と外部電極８を電気的に接合させる。この際、注意することとしては、バンプ５をリフローする際に、はんだが大きく溶けすぎて隣のバンプとショートしたり、また、リフローせずに、半導体電極２と外部電極８が電気的に接合しないようにすることを防ぐ必要がある点である。
【００３４】
その後、その他の部分について樹脂等で封止を行い、完成する。
【００３５】
図２は本発明の第２の実施形態における半導体装置接合形状および接合方法を示す説明図であり、１１はバリアメタル、１２はバンプを示す。なお、図４に示す従来の技術または図１に示す第１の実施形態における部材と、同一の部材あるいは同一機能の部材については、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３６】
まず、図２（ａ）に示すように、外部装置７上に外部電極８、バリアメタル１１およびバンプ１２を重ねて形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、ダイシングカッター６を用いて外部電極８のカットを行う。次に、図２（ｃ）に示すように、半導体装置１と外部装置７との接合を行う。この際、半導体装置１には半導体電極２が剥き出しになるように形成されており、半導体電極２と断面横部分からカットした外部装置７とを、接着剤１０を用いて接着を行う。次に、図２（ｄ）に示すように、外部装置７および半導体装置１を加熱し、バンプ１２を溶かしてリフローさせ、半導体電極２と外部電極８を電気的に接合させて完成する。
【００３７】
図３は本発明の第３の実施形態における半導体装置接合形状および接合方法を示す説明図であり、１１はバリアメタル、１２はバンプを示す。なお、図４に示す従来の技術または図１，図２に示す第１，２の実施形態における部材と、同一の部材あるいは同一機能の部材については、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３８】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様に半導体装置１上にバンプ５を形成し、第２の実施形態と同様に外部装置７上にバンプ１２を形成し、その後、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、半導体電極２および外部電極８を、ダイシングカッター６を用いてカットを行い、次に、半導体装置１と外部装置７との接合を行う。この際、断面横部分からカットした半導体装置１と同じく断面横部分からカットした外部装置７に接着剤１０を用いて接着を行う。次に、図３（ｂ）に示すように、外部装置７および半導体装置１を加熱し、バンプ５およびバンプ１２を溶かしてリフローさせ、半導体電極２と外部電極８を電気的に接合させて完成する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の半導体装置の接合形状および方法は、特に外部装置との接合について用いられる形状および方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態における半導体装置接合形状および接合方法を示す説明図
【図２】本発明の第２の実施形態における半導体装置接合形状および接合方法を示す説明図
【図３】本発明の第３の実施形態における半導体装置接合形状および接合方法を示す説明図
【図４】従来の半導体装置の接合方法についての代表例を示す説明図
【符号の説明】
【００４１】
１  半導体装置
２  半導体電極
３  表面保護膜
４，１１  バリアメタル
５，１２  バンプ
６  ダイシングカッター
７  外部装置
８  外部電極
９  ＡＣＦ粒子
１０  接着剤
【図１】
2005252127.tif 000003
【図２】
2005252127.tif 000004
【図３】
2005252127.tif 000005
【図４】
2005252127.tif 000006