(57)【要約】【課題】基板を貫通するビアホールにおいて、基板の表裏面間の断線がなく、かつ組立時の接着用金属の吹き上がりを防止することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板を貫通するビアホールにおいて、素子を形成した表面側のビアホール部全面と、ビアホール内部と裏面の一部または全面に、感光性かつ導電性をもった有機樹脂膜を堆積させる。このことにより、半導体の表面と裏面の安定した電気的接触を形成することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から裏面へ貫通するビアホールを具備する半導体基板であって、前記半導体基板の表面のビアホール開口部を完全に覆い、かつビアホールの内部とビアホールの裏面側の一部または完全に感光性かつ導電性有機樹脂が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記感光性樹脂の主成分がシリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記導電性有機樹脂の導電性を示すために含まれている主成分が、金属、カーボン、金属間化合物であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
表面から裏面へ貫通するビアホールを具備する半導体基板において、基板表面側の配線工程と、前記半導体基板を回転塗布することにより、感光性かつ導電性有機樹脂を前記ビアホールの表面を完全に覆い、かつビアホール内部と半導体基板の裏面側には一部埋め込む工程と、前記半導体基板の裏面を前記ビアホール形成用の穴が現れるまで研磨し、ビアホールを形成するビアホール形成工程と、半導体基板に裏面電極形成工程と、半導体基板をチップ単位に分割し、前記チップ単位に分割された半導体基板を組立用基板に接着用金属を介して、載置する工程とを含むことを特徴とする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、半導体チップの組立に関し、特に半導体チップのビアホールに感光性かつ導電性の有機樹脂を埋め込むことにより、高アスペクト比を有するビアホールの配線工程を容易にし、かつ組立時の不良を防止することを特徴とする半導体装置およびその製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電界効果トランジスタあるいはヘテロバイポーラートランジスタ等の化合物半導体装置は、高周波部品として使用されているが、高利得や低歪の要求に応えるため、グランド配線の多くは、電極パッドからワイヤーで引き出すのではなく、チップを貫通したビアホールを通じて裏面から引き出している。この理由は、ワイヤーを使用した場合に、寄生ソースインダクタが多く含まれるためである。
【０００３】
次に従来の技術を図２を用いて説明する（特許文献１参照）。
【０００４】
図２（ａ）に示すように、GaAs基板３００表面上に電界効果トランジスタや受動素子を形成した後に、ビアホール形成用の穴３０１を約100〜200μmの深さで形成する。そして、GaAs基板表面に形成された電極の一部およびビアホール形成用の穴３０１にAuメッキ３０２を形成した後に、最表面に保護膜３０３を形成する。その後に、感光性有機樹脂３０４によるビアホール形成用の穴の表面を覆う。次に図２（ｂ）、（Ｃ）に示されるように、GaAs基板を裏面側から研磨して１００μｍに薄膜化することにより、ビアホール形成用の穴を貫通させ、ビアホールを形成する。そして、GaAs基板裏面にCrやAuやSnを積層蒸着させることにより、裏面電極３０５を形成する。そのあと、チップ状にダイシングし、このチップを組み立て用基板に載せ、ダイスボンドをすることにより、組立時に吹き出して、チップ表面を汚染することになる接着用金属３０６の吹き上がりを抑制している。
【特許文献１】特開２００４−１２８４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構造においては、ビアホールの穴の直径が５０μｍよりも小さくなり、深さが約１００μｍ程度のアスペクト比が２になると、ビアホール底部においては、Auメッキが形成されないという問題がある。また、チップをダイスボンドする際に、チップ全体の温度が上昇するので、裏面蒸着用のAuとSnの積層金属とビアホール内部に形成したAuメッキが共晶反応により、Auメッキが剥れ落ちて、ビアホール側面の金属が無くなり、配線できないという二点の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、表面から裏面へ貫通するビアホールにおいて、感光性かつ導電性のある有機樹脂で、半導体装置の表面側は完全に覆うことで裏面電極の吹き出しを防止し、ビアホールの内部と裏面の一部または全体を埋めることにより、半導体の表面と裏面の安定した電気的接触を形成することが可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る半導体装置によれば、半導体基板のビアホール内には感光性かつ導電性の有機樹脂が埋め込まれるので、接着用金属のチップ表面への吹き上がりが無く、かつ裏面電極と有機樹脂を通じて、チップ表面側との導通も得られるため、組立不良を防止できる半導体装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、図１を用いて、本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）において、半導体素子(この図外に作製する)が形成されたGaAs基板１００表面に、１３０μｍの深さで穴の直径を５０μｍとしてビアホール形成用の穴１０１をBCl3とClの混合物ガスを用いてドライエッチをして、作製する。その後、図１（ｂ）において、フォトレジストをパターニングし、Auメッキ１０２をビア周囲部に形成する。この目的は、半導体素子とビアホールの電気的接続を確保するために行う。その後図１（ｃ）において、ポリイミド１０３をスピンコート法を用いて塗布し、縮小型投影露光装置を用いて、露光し、リソグラフィー用現像液(水酸化テトラメチルアンモニウム TMAH2.38％溶液)で現像し、ビアホール周囲部のみのポリイミド１０３を残す。その後、温度３００℃でN2ガスのもとで圧力０．５atmで、ポリイミドをキュアすることで、ポリイミドをビアホール形成用の穴に埋め込む。
【０００９】
ポリイミドが、導電性を示すためには、ポリイミドに金属微粒子を混合することで得られることが知られている。今回は、通常の感光性ポリイミド（日立化成デュポン社製HD5104）に１００nm程度の大きさの金属微粒子(今回はAuを用いた)を混ぜて用いた。混合比は、ポリイミドが１に対して、Auを０．１とした。このときのシート抵抗は１Ωであった。５０μｍのビアホールに埋め込んで使用するため、電気抵抗としては十分低く、使用できるレベルである。
【００１０】
次に、図１（ｄ）において、GaAs基板１００を裏面側から研磨し、約１００μｍの厚みに加工することにより、ビアホール形成用の穴１０１を貫通させ、ビアホールを形成する。そして、GaAs基板１００裏面にCrとAuの積層金属を蒸着し、裏面電極１０４を形成する。その後に、GaAs基板１００をチップ単位にダイシングする（図示なし）。次に、図１（ｅ）において、予め接着用金属１０５が着けられた組み立て用基板(リードフレーム)にチップをダイスボンドさせる。この際に、接着用金属がチップの上部から抑えつけられることにより、ビアホール内に侵入し、チップ表面に吹き上がろうとするが、ポリイミドにおいて、吹き上がりが防止される。また、押さえ込む際に、金属が液体状になるために、ビアホール内には、完全にメタルが入り込むことにより、導電性をもったポリイミドと完全に接着され、電気的にも導通される。このポリイミドの埋め込みは、ビアホール内に完全に埋め込まれる必要はなく、後のGaAs基板１００を研磨した厚みと同じ深さまで、完全にまたは一部が埋め込まれていれば良い。理由は、接着用金属１０５は、ダイスボンド時に必ず吹き上がるために、隙間を埋めるためである。
【００１１】
なお、本実施の形態ではポリイミドを用いたが、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂においても、導電性を示すものであれば、同様の効果が得られる。また、GaAs基板としているが、その他のInPなどの化合物半導体基板でもSi基板でも同様の効果が得られることは言うまでもない。有機樹脂に混合し、導電性を示すものは、カーボンでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明にかかる半導体装置によれば、ビアホールを有する電子部品の組立実装等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法を示す断面構造図
【図２】従来の半導体装置の製造方法を示す断面構造図
【符号の説明】
【００１４】
１００  GaAs基板
１０１  ビアホール形成用の穴
１０２  Auメッキ
１０３  ポリイミド
１０４  裏面電極
１０５  接着用金属
３００  GaAs基板
３０１  ビアホール形成用穴
３０２  Auメッキ
３０３  保護膜
３０４  感光性有機樹脂膜
３０５  裏面電極
３０６  接着用金属
【図１】
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【図２】
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