(57)【要約】【課題】  ３００μｍ以下の薄型の半導体装置において、シリコン基板とパッシベーション膜の熱膨張係数の差によって反りが生じることを防止するとともに、赤外光などの外光が入射して誤作動が生じてしまうことを防止することのできる半導体装置を提供すること。【解決手段】  薄型のシリコン基板２の裏面２ｂに、回路形成面に形成されているパッシベーション膜６の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する金属あるいは合金からなる遮光膜５を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の表面の回路形成面にパッシベーション膜が形成されている半導体装置において、
前記シリコン基板の厚みが３００μｍ以下とされ、該シリコン基板の裏面に、前記パッシベーション膜の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する金属あるいは合金からなる遮光膜が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記遮光膜の膜厚は、前記パッシベーション膜の膜厚とほぼ同厚である請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄型の半導体装置に係り、特に、半導体装置を構成するシリコン基板とパッシベーション膜の熱膨張係数差による反りが生じることを防止するとともに、半導体装置に光が入射して誤作動を起こすことを防止することのできる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フレキシブル回路基板や液晶表示パネル等の基板に実装された半導体装置において、例えば、半導体装置とともに実装された発光ダイオード等の発光素子から発せられる光が半導体装置に入射し、半導体装置の誤作動を生じさせてしまうという問題があり、この問題を解消するため、半導体装置に発光素子から発せられる光を遮光する手段を設けたものがある。
【０００３】
このような従来の基板に実装された半導体装置の一例としては、表面に透明電極が形成され一端に引出電極が形成された端子部が連設された第１の透明電極基板と、表面に透明電極が形成された第２の透明電極基板とがそれぞれ電極面を対向させて配置され、シール材を介して圧着され、このシール材内に液晶を封入して形成された液晶表示パネルにおいて、その前記端子部の所定部位に半導体装置が実装されたものがある。
【０００４】
そして、前記半導体装置の裏面および前記端子部の表面には、遮光性樹脂が所定の厚さに塗布され、この遮光性樹脂により前記半導体装置が封止されるとともに、前記端子部の表面側全体が前記遮光性樹脂により覆われている。なお、前記端子部の裏面側は遮光テープにより遮光されている。
【０００５】
前記遮光性部材としては、液晶表示パネルの外形寸法の増大が少ない薄肉のものが好ましく、特に、黒色インク材料等からなる遮光塗膜あるいは黒色テープ等の遮光テープが好ましく採用されている。
【０００６】
また、前記遮光性部材が前記透明電極に触れた場合に、透明電極間にリークを発生させないようにするため、前記遮光性部材は高絶縁抵抗体であることが好ましいとされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０１３５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、液晶表示パネル等の薄型化に伴い、基板に実装される半導体装置の薄型化が求められており、半導体装置を５０μｍ以上３００μｍ以下の薄型に形成した場合、半導体装置を構成するシリコン基板とパッシベーション膜の熱膨張係数の差により半導体装置に反りが生じてしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記半導体装置を異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて基板に熱圧着すると、半導体装置の反りがさらに大きくなってしまう問題を有していた。
【００１０】
そして、半導体装置に反りが生じることにより、パッシベーション膜における亀裂の発生、シリコン基板に形成された回路の損傷、あるいは半導体装置と基板の端子電極との接続不良の原因となっていた。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、シリコン基板の厚みが３００μｍ以下の薄型の半導体装置において、シリコン基板とパッシベーション膜の熱膨張係数の差によって反りが生じることを防止するとともに、赤外光などの外光が入射して誤作動が生じてしまうことを防止することのできる半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するため本発明に係る半導体装置の特徴は、厚みが３００μｍ以下のシリコン基板の裏面に、パッシベーション膜の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する金属あるいは合金からなる遮光膜が形成されている点にある。
【００１３】
また、本発明に係る半導体装置の他の特徴は、遮光膜の膜厚が、パッシベーション膜の膜厚とほぼ同厚である点にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体装置によれば、シリコン基板の裏面に、パッシベーション膜の熱膨張係数とほぼ同等の熱膨張係数の金属あるいは合金からなる遮光膜が形成されていることにより、半導体装置に反りが生じることを防止することができ、パッシベーション膜における亀裂の発生、シリコン基板に形成された回路の損傷、あるいは、半導体装置を基板に熱圧着した際の半導体装置と基板の端子電極との接続不良を防止することができる。
【００１５】
そして、遮光膜により、基板に実装された例えば発光ダイオード等の発光素子から発せられる光あるいは赤外光などの外光が入射することを防止して、半導体装置の誤作動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明に係る半導体装置の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る半導体装置の実施形態を示す概略断面図、図２は図１の半導体装置を実装した液晶表示素子を示す概略断面図である。
【００１８】
本実施形態の半導体装置１は、図１に示すように、厚さ１００μｍのシリコン（Ｓｉ）からなるシリコン基板２を有している。
【００１９】
前記シリコン基板２の表面２ａには、トランジスタ、抵抗、コンデンサおよびアルミニウム配線等から構成された回路３が形成されており、この回路３の端部にはそれぞれ電極端子４が設けられている。
【００２０】
また、前記シリコン基板２の背面２ｂには、ニオビウム（Ｎｂ）からなる遮光膜５がメッキ等により形成されており、この遮光膜５は研磨され約１μｍの膜厚に形成されている。なお、前記遮光膜５を構成するニオビウムの熱膨張係数は約３．５×１０−６／Ｋである。
【００２１】
前記回路３の前記各電極端子４を除く部分（回路形成面）２ａには、酸化珪素あるいは窒化珪素等（本実施形態においては窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４））からなるパッシベーション膜６が約１μｍの膜厚で形成されいる。なお、前記パッシベーション膜６を構成する窒化珪素の熱膨張係数は約３．５×１０−６／Ｋである。
【００２２】
また、前記各電極端子４には、金あるいはニッケル等からなるバンプ７がそれぞれ形成されており、前記各電極端子４と前記各バンプ７との間には、窒化チタン等からなるバリアメタル８がそれぞれ形成されている。
【００２３】
つぎに、このような構成からなる本実施形態の半導体装置１の作用について液晶表示素子９に実装する場合を例に説明する。
【００２４】
本実施形態における液晶表示素子９は、従来公知の構成からなり、図２に示すように、対向する１対の透明基板１０、１１を有し、一方の透明基板１０には、他方の透明基板１１から張り出した張出部１０ａが連設されている。
【００２５】
前記各透明基板１０、１１の対向する面には、それぞれ透明電極１２、１３が形成されており、前記透明基板１０に形成された透明電極１２には、前記張出部１０ａに引き出された端子電極１２ａが形成されている。
【００２６】
そして、対向する前記各透明電極１０、１１の各透明電極１２、１３の周辺部をシール材１４によりシールするとともに、前記シール材１４を介して前記各透明基板１０、１１を熱圧着し、シール内に液晶１５が封入されている。なお、本実施形態においては、以上述べた以外の液晶表示素子９の構成要件、例えば、配向膜、絶縁膜、液晶材料、偏光板、位相差板、干渉セル、遮光膜、カラーフィルタ、照明手段等偏光板等は従来公知の技術が採用されるが、図２においては省略する。
【００２７】
そして、本実施形態の半導体装置１をＡＣＦ（図示せず）を用いて前記液晶表示素子９の端子電極１２ａに熱圧着して実装する。このとき、本実施形態の半導体装置１によれば、シリコン基板２の表面２ａ側に形成されたパッシベーション膜６を構成する窒化珪素の熱膨張係数と、裏面２ｂに形成された遮光膜５を構成するニオビウムの熱膨張係数とがほぼ等しいため、熱によりシリコン基板２に対してパッシベーション膜６から加えられる力と、熱によりシリコン基板２に対して遮光膜５から加えられる力とがほぼ同一となり、シリコン基板２を含めた半導体装置１に反りが生じることを防止することができ、半導体装置１の反りによるパッシベーション膜６の亀裂の発生、シリコン基板２に形成された回路３の損傷、および半導体装置１と液晶表示素子９の端子電極１２ａとの接続不良を防止することができる。
【００２８】
さらに、シリコン基板２の背面２ｂに形成された金属の遮光膜５により、液晶表示素子９に実装された半導体装置１に対してダイオード等の発光素子（図示せず）から発せられる光あるいは赤外光などの外光が入射することを防止することができ、半導体装置１が誤作動することを防止することができる。
【００２９】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態における遮光膜５は、パッシベーション膜６を構成する窒化珪素の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有するニオビウムから形成されているが、これに限定されるものではなく、パッシベーション膜６の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する金属あるいは合金であれば代替可能であり、窒化珪素とほぼ同じ熱膨張係数を有する金属としては例えばＮｉ−Ｆｅ合金（Ｎｉ含有量３３重量％）が挙げられる。
【００３０】
また、熱膨張係数が３．５×１０−６／Ｋよりも小さく、３．０×１０−６／Ｋよりも大きい金属を遮光膜５に用いてもよい。また遮光膜の膜厚はパッシベーション膜６の厚みに応じてほぼ同厚の膜厚に形成すればよく、通常は０．５〜２．０μｍ程度の範囲から選択される。本発明の構成によれば、半導体装置１に反りが生じることを防止することができるとともに、発光素子から発せられる光あるいは赤外光などの外光を遮光して半導体装置１の誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る半導体装置の実施形態を示す概略断面図
【図２】図１の半導体装置を実装した液晶表示素子を示す概略断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  半導体装置
２  シリコン基板
３  回路
４  電極端子
５  遮光膜
６  パッシベーション膜
７  バンプ
８  バリアメタル
９  液晶表示素子
１０  透明基板
１１  透明基板
１２  透明電極
１３  透明電極
１４  シール材
１５  液晶
【図１】
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【図２】
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