(57)【要約】【課題】半導体装置の面積を低減する。【解決手段】本実施形態の半導体装置は、第一面と、前記第一面とは反対側の第二面と、前記第一面に設けられた第一電極と、前記第二面に設けられた第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する第一コンタクトと、を有する第一半導体チップと、前記第一面に対向して配置された第三面と、前記第三面の反対側の面である第四面と、前記第四面に設けられた第三電極と、を有した、第二半導体チップと、前記第三電極と前記第一電極とを電気的に接続する金属ワイヤと、前記第一半導体チップの前記第二面に配置され、第一開口部を有する第一絶縁層と、前記第一開口部及び前記第一絶縁層の上の一部に配置され、前記第一開口部において前記第二電極と電気的に接続された第一導電層と、前記第一導電層に電気的に接続された第一外部端子と、を有する。【選択図】図１
2016192447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一面と、前記第一面とは反対側の第二面と、前記第一面に設けられた第一電極と、前記第二面に設けられた第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する第一コンタクトと、を有する第一半導体チップと、
前記第一面に対向して配置された第三面と、前記第三面の反対側の面である第四面と、前記第四面に設けられた第三電極と、を有した、第二半導体チップと、
前記第三電極と前記第一電極とを電気的に接続する金属ワイヤと、
前記第一半導体チップの前記第二面に配置され、第一開口部を有する第一絶縁層と、
前記第一開口部及び前記第一絶縁層の上の一部に配置され、前記第一開口部において前記第二電極と電気的に接続された第一導電層と、
前記第一導電層に電気的に接続された第一外部端子と、
を有する半導体装置。
【請求項２】
前記第一導電層の直上に配置された第二導電層と、
前記第一絶縁層と前記第二導電層の上に配置され、第二開口部を有する第二絶縁層と、
前記第二開口部内に配置され、前記第二開口部において前記第二導電層と電気的に接続された第三導電層と、をさらに有し、
前記第一外部端子は、前記第三導電層の直上に配置された請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第一面は、第一回路素子を備え、
前記第四面は、第二回路素子を備え、
前記第二回路素子は、前記第三電極と電気的に接続する
請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第二面は、第四電極を備え、
前記第一半導体チップは、前記第一回路素子と前記第四電極とを電気的に接続する第二コンタクトを備え、
前記第一絶縁層は、第三開口部を備え、
前記第三開口部及び前記第四電極の上の一部に配置され、前記第三開口部において、前記第四電極と電気的に接続された第四導電層と、
前記第四導電層に電気的に接続された第二外部端子と、
をさらに備えた請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第一導電層の直上に配置された第二導電層と、
前記第四導電層の直上に配置された第五導電層と、
前記第一絶縁層と前記第二導電層と前記第五導電層の上に配置され、第二開口部と第四開口部を有する第二絶縁層と、
前記第二開口部内に配置され、前記第二開口部において前記第二導電層と電気的に接続された第三導電層と、
前記第四開口部内に配置され、前記第四開口部において前記第五導電層と電気的に接続された第六導電層と、をさらに備え、
前記第一外部端子は、前記第三導電層の直上に配置され、
前記第二外部端子は、前記第六導電層の直上に配置された、
請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第一半導体チップと前記第二半導体チップは、実質的に同一の構造を持つ
請求項１〜５何れか一項記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第一外部端子は、半田バンプである請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第一外部端子と前記第二外部端子との距離は、前記第二電極と前記第四電極との距離よりも長い請求項４記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第一半導体チップ及び前記第二半導体チップを覆う樹脂層と、をさらに備え、
前記樹脂層は、前記第一絶縁層の下面と側面とに接触している請求項１〜８何れか一項記載の半導体装置。
【請求項１０】
第一面と、前記第一面とは反対側の第二面と、前記第一面に設けられた第一電極と、前記第二面に設けられた第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する第一コンタクトと、を有する第一半導体チップと、
前記第一面に対向して配置された第三面と、前記第三面の反対側の面である第四面と、前記第四面に設けられた第三電極と、を有した、第二半導体チップと、
前記第三電極と前記第一電極とを電気的に接続する金属ワイヤと、
前記第二面と交差する第一方向に延伸し、前記第二電極と接続する第一部分と、前記第一方向に交差する第二方向に延伸して配置される第二部分と、を有する第一導電層と、
前記第一導電層に電気的に接続された第一外部端子と、
を有する半導体装置。
【請求項１１】
前記第一導電層の直上に配置された第二導電層と、
前記第二導電層の少なくとも一部の領域の直上に配置された第三導電層と、をさらに有し、
前記第一外部端子は、前記第三導電層の直上に配置された請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第一面は、第一回路素子を備え、
前記第四面は、第二回路素子を備え、
前記第二回路素子は、前記第三電極と電気的に接続する
請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第二面は、第四電極を備え、
前記第一半導体チップは、前記第一回路素子と前記第四電極とを電気的に接続する第二コンタクトを備え、
前記第一方向に延伸し、前記第四電極と接続する第三部分と、前記第一方向に交差する第三方向に延伸して設けられる第四部分と、を有する第四導電層と、
前記第四導電層に電気的に接続された第二外部端子と、
をさらに備えた請求項１２記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第一導電層の直上に配置された第二導電層と、
前記第四導電層の直上に配置された第五導電層と、
前記第二導電層の少なくとも一部の領域の直上に配置された第三導電層と、
前記第五導電層の少なくとも一部の領域の直上に配置された第六導電層と、
をさらに有し、
前記第一外部端子は、前記第三導電層の直上に配置され、
前記第二外部端子は、前記第六導電層の直上に配置された、
請求項１３記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第一半導体チップと前記第二半導体チップは、実質的に同一の構造を持つ
請求項１０〜１４何れか一項記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記第一外部端子は、半田バンプである請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記第一外部端子と前記第二外部端子との距離は、前記第二電極と前記第四電極との距離よりも長い請求項１３記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の半導体チップを一つの半導体装置に含めることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００４８９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の面積を低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の半導体装置は、第一面と、前記第一面とは反対側の第二面と、前記第一面に設けられた第一電極と、前記第二面に設けられた第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する第一コンタクトと、を有する第一半導体チップと、前記第一面に対向して配置された第三面と、前記第三面の反対側の面である第四面と、前記第四面に設けられた第三電極と、を有した、第二半導体チップと、前記第三電極と前記第一電極とを電気的に接続する金属ワイヤと、前記第一半導体チップの前記第二面に配置され、第一開口部を有する第一絶縁層と、前記第一開口部及び前記第一絶縁層の上の一部に配置され、前記第一開口部において前記第二電極と電気的に接続された第一導電層と、前記第一導電層に電気的に接続された第一外部端子と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第一実施形態に係る半導体装置を説明する模式的な断面図。
【図２】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図３】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図４】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図５】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図６】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図７】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図８】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図９】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１０】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１１】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１２】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１３】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１４】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１５】第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な断面図。
【図１６】第一実施形態に係る半導体装置の第三の変形例を説明する模式的な断面図。
【図１７】第一実施形態に係る半導体装置の第六の変形例を説明する模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成要素については、同一符号を付す。
【０００８】
（第１実施形態）
図１を用いて、第一実施形態の半導体装置５を説明する。
【０００９】
図１は、ダイシング後のウェハを模式的に示した断面図である。ここでは、２つの個片化された第一半導体チップ２０を示している。なお、符号は見易さの便宜のため、２つの第一半導体チップ２０の片方だけに付している場合がある。
【００１０】
半導体装置５は、第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００を含む。第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、階段状に配置される。第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００の周囲には樹脂層１４０が配置される。第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、例えば、半導体記憶装置、具体的にはＮＡＮＤメモリである。または、第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００のうちの一つの半導体チップは、半導体記憶装置のコントローラーである。
【００１１】
第一半導体チップ２０と第二半導体チップ７０との間には、第二接着材層８０が設けられる。第二半導体チップ７０と第三半導体チップ１００との間には、第三接着材層１１０が設けられる。第二接着材層８０及び第三接着材層１１０は、上下の半導体チップを接着する。
【００１２】
第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、それぞれ第一電極パッド６０、第二電極パッド９０、第三電極パッド１２０を有する。以下、第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００の区別を要しない場合、単に半導体チップと称する。また、第一電極パッド６０、第二電極パッド９０、第三電極パッド１２０の区別を要しない場合、単に電極パッドと称する。
【００１３】
金属ワイヤ１３０は、第一電極パッド６０、第二電極パッド９０、第三電極パッド１２０を電気的に接続する。金属ワイヤ１３０は、例えばＡｕワイヤやＣｕワイヤ等の金属ワイヤである。なお、金属ワイヤ１３０は、任意の半導体チップの電極パッド間を電気的に接続してもよい。例えば、金属ワイヤ１３０は、第一電極パッド６０と第二電極パッド９０、または第一電極パッド６０と第三電極パッド１２０を接続しても構わない。また、半導体チップが複数の電極パッドと複数の金属ワイヤ１３０有している場合は、それぞれの金属ワイヤ１３０は任意の半導体チップ間を電気的に接続しても構わない。
【００１４】
第一半導体チップ２０は、第一面２０ａと第二面２０ｂとを有する。また、第一半導体チップ２０は、第一導電コンタクト５０ｂ，５０ｃを有する。
【００１５】
第一面２０ａは、第一電極パッド６０を有する。第一面２０ａは、その近傍にトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクトや電極を有する。第二面２０ｂは、第一半導体チップ２０の第一面２０ａとは反対側の面であって、第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃを有する。
【００１６】
第一電極パッド６０は、金属ワイヤ１３０と第一導電コンタクト５０ｃと電気的に接続する。なお、第一電極パッド６０は、第一面２０ａの近傍に配置されたトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクトや電極と接続してもよい。
【００１７】
第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、第二面２０ｂに設けられる電極である。第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、導電層を含み、例えば、レーザー加工とスパッタを用いて形成される。なお、特に区別を要しない場合は、第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、第一電極４０と称する。
【００１８】
第一電極４０ａは、第一導電層１６０ａと電気的に接続する。
【００１９】
第一電極４０ｂは、第一導電コンタクト５０ｂと第一導電層１６０ｂと電気的に接続する。つまり、第一電極４０ｂは、第一導電コンタクト５０ｂを介して、第一面２０ａ近傍に配置されたトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクトや電極と第一電極４０ｂを電気的に接続する。
【００２０】
第一電極４０ｃは、第一導電コンタクト５０ｃと第一導電層１６０と電気的に接続する。つまり、第一電極４０ｃは、第一導電コンタクト５０ｃ及び金属ワイヤ１３０を介して、第二半導体チップ７０及び第三半導体チップ１００と接続する。
【００２１】
第一導電コンタクト５０ｂ，５０ｃは、導電層を含むコンタクトである。第一導電コンタクト５０は、例えば、銅やニッケルを含むコンタクトである。第一導電コンタクト５０ｂは、第一面２０ａ近傍に配置されたトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクトや電極と第一電極４０ｂを電気的に接続する。第一導電コンタクト５０ｃは、第一電極パッド６０と第一電極４０ｃを電気的に接続する。なお、特に区別を要しない場合は、第一導電コンタクト５０ｂ，５０ｃは第一導電コンタクト５０と称する。
【００２２】
第一導電コンタクト５０は、第一半導体チップ２０を貫通して配置される。または、第一導電コンタクト５０は、第一半導体チップ２０の一部を貫通しないで、第一面２０ａ又は第二面２０ｂ近傍に配置された電極（第一電極４０、第一電極パッド６０を含み、その他の電極でも構わない）に接続しても良い。
【００２３】
第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、任意の半導体チップであって、第一半導体チップ２０と同構造の半導体チップでも構わない。第二半導体チップ７０と第三半導体チップ１００は、それぞれ第三面７０ａと第四面７０ｂ、第五面１００ａと第六面１００ｂを有する。第三面７０ａと第五面１００ａは、その近傍にトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクト等が配置された面である。第三面７０ａ及び第五面１００ａは、図１の下方側に配置される。第四面７０ｂと第六面１００ｂは、それぞれ第二電極パッド９０、第三電極パッド１２０を有する。
【００２４】
第一絶縁層１５０は、第一半導体チップ２０の第二面２０ｂ及び樹脂層１４０上に配置される。第一絶縁層１５０は、例えば、ポリイミドである。樹脂層１４０は、第一絶縁層１５０の下面と側面とに接する場合がある。上方から見て、第一絶縁層１５０は第一半導体チップ２０と重なる領域において、その領域の周囲よりも低く配置される場合がある。したがって、第一半導体チップ２０と重なる領域の第一絶縁層１５０は、その側面で樹脂層１４０と接する。第一絶縁層１５０がその側面で樹脂層１４０と接することにより、第一絶縁層１５０と樹脂層１４０の密着性が向上する。
【００２５】
第一絶縁層１５０は第一開口部１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃを有する。第一開口部１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃは、それぞれ第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃに対応した領域に配置される。なお、特に区別を要しない場合は、第一開口部１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃは，第一開口部１５５と称する。
【００２６】
第一開口部１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃは、それぞれ第一導電層１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ及び第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃをその内側に有する。
【００２７】
第一導電層１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃは、それぞれ第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃと電気的に接続する。第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃは、それぞれ第一導電層１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃの直上に接して配置される。第一導電層１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃは、例えば、チタン、銅、ニッケル、又はこれらの積層層である。第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃは、例えば、銅、ニッケルである。なお、特に区別を要しない場合は、第一導電層１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃは，第一導電層１６０と称する。第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃは，第二導電層１８０と称する。
【００２８】
また、第一導電層１６０及び第二導電層１８０は、第一絶縁層１５０上の一部に、任意のパターンに所定の長さで配置される。第一導電層１６０及び第二導電層１８０が任意のパターンに所定の長さで配置されることにより、後述する半田バンプ２００は半導体装置５に対応する樹脂層１４０上の任意の位置に配置可能である。
【００２９】
また、別の言い方をすれば、第一導電層１６０は、第二面２０ｂと交差する第一方向に延伸し、前記第二電極と接続する第一部分Ｓ１と、前記第一方向に交差する第二方向に延伸して配置される第二部分Ｓ２と、を有する。
【００３０】
第二絶縁層１７５は、第一絶縁層１５０及び第二導電層１８０上に配置される。第二絶縁層１７５は、例えばポリイミドである。第二絶縁層１７５は複数の第二開口部１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃを有する。第二開口部１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃは、それぞれ第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃに対応した領域に配置される。なお、特に区別を要しない場合は、第二開口部１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃは，第二開口部１７７と称する。第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃは，第二導電層１８０と称する。
【００３１】
第二開口部１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃは、それぞれ第三導電層１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃをその内側に有する。
【００３２】
第三導電層１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃは、それぞれ第二導電層１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃと電気的に接続する。第三導電層１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃは、例えば、チタンである。なお、特に区別を要しない場合は、第三導電層１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃは，第三導電層１９０と称する。
【００３３】
また、別の言い方をすれば、第三導電層１９０は、第二導電層１８０の少なくとも一部の領域の直上に配置される。
【００３４】
半田バンプ（外部端子）２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、それぞれ第三導電層１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ上に配置される。前述のとおり、第一導電層１６０及び第二導電層１８０が任意のパターンで配置されることで、半田バンプ２００は所定の位置に配置可能である。具体的には、例えば、隣り合う半田バンプ２００の中心の第二間隔Ｗ２は、その半田バンプ２００が接続する第一電極４０の第一間隔Ｗ１よりも広く、半田バンプ２００を配置することが可能である。すなわち、半田バンプ２００の配置に十分なスペースを取ることが可能となる。また、例えば、半導体装置５を実装する外部基板に合わせて半田バンプ２００を配置することが可能である。なお、特に区別を要しない場合は、半田バンプ２００ａ，２００ｂ，２００ｃは，半田バンプ２００と称する。
【００３５】
また、半田バンプ２００ｂは、第一電極４０ｂを介して、第一半導体チップ２０に接続する。半田バンプ２００ｃは、第一電極４０ｃを介して、第二半導体チップ７０及び第三半導体チップ１００に接続する。
【００３６】
（第一実施形態の製造方法）
図２〜図１５を用いて、第一実施形態の半導体装置５の製造方法を説明する。なお、図２〜図４は、図１と反転して図示する。
【００３７】
図２に示すように、第一半導体チップ２０が、支持基板１０に設けられる。まず、第一接着材層３０は、第二面２０ｂに設けられる。そして、第一接着材層３０を支持基板１０に接着させることにより、第一半導体チップ２０は、支持基板１０に固定される。
【００３８】
支持基板１０は、例えばシリコンであるが、後から剥離可能であれば、材料は問わない。
【００３９】
第一接着材層３０は、例えばＤＡＦ(Die Attach Film)である。
【００４０】
第一半導体チップ２０は、前述の通り、第一電極４０、第一導電コンタクト５０、第一電極パッド６０を有する。
【００４１】
図３に示すように、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００が、第一半導体チップ２０上に設けられる。第二接着材層８０が、第二半導体チップ７０の下面に設けられる。第二接着材層８０により、第二半導体チップ７０は第一半導体チップ２０に固定される。
【００４２】
同様に、第三接着材層１１０が第三半導体チップ１００の下面に設けられる。第三接着材層１１０により、第三半導体チップ１００は第二半導体チップ７０に固定される。
【００４３】
第二半導体チップ７０は、第二電極パッド９０を有し、第三半導体チップ１００は、第三電極パッド１２０を有する。
【００４４】
図４に示すように、金属ワイヤ１３０が、第一電極パッド６０、第二電極パッド９０、第三電極パッド１２０を接続して設けられる。
【００４５】
図４に示すように、樹脂層１４０が形成される。これは、例えば、半導体装置５を型に入れたのち、型に樹脂を流し込み、その後に硬化させることで形成する。なお、樹脂層１４０は、先に樹脂を入れた型に、支持基板１０を導入し、樹脂を硬化させることで形成してもよい。すなわち、樹脂層１４０は種々の成型法で形成可能である。
【００４６】
図５に示すように、半導体装置５は上下を反転され、支持基板１０及び第一接着材層３０は剥離される。支持基板１０は、例えば、ドライエッチングや薬液を用いたエッチングで除去される。また、第一接着材層３０も同様にドライエッチングや薬液を用いたエッチングで除去される。なお、樹脂層１４０の上面と第二面２０ｂの間には、図５に示したように、段差を生じる。この段差により、後述する第一絶縁層１５０の膜との密着性が向上し、剥がれづらくなる。
【００４７】
図６に示すように、第一絶縁層１５０が形成される。第一絶縁層１５０は、例えば、ポリイミドであって、塗布及び熱処理を用いて形成される。第一絶縁層１５０は、シリコン酸化層やシリコン窒化層でもよく、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成されても良い。
【００４８】
図６に示すように、第一絶縁層１５０は全面に形成される。すなわち、上方から見て、第一絶縁層１５０は樹脂層１４０と重なって設けられる。
【００４９】
図７に示すように、第一電極４０の直上の第一絶縁層１５０は、その一部が選択的に除去され、第一開口部１５５が形成される。
【００５０】
例えば、リソラフィー法により、第一絶縁層１５０上にマスクパターンが形成される。そのマスクパターンに基づいて、第一絶縁層１５０がエッチングにより、選択的に除去される。ここで、選択除去される境域は、第一半導体チップの複数の第一電極４０にそれぞれ対応する領域である。
【００５１】
図８に示すように、第一導電層１６０は、第一絶縁層１５０上及び、第一開口部１５５を介して第一電極４０の直上の一部に形成される。第一導電層１６０は、例えば、チタン、銅、ニッケル、又はこれらの積層層である。典型的には、第一導電層１６０は、導電材料であり、例えば、チタンと銅の積層、又はチタンとニッケルの積層であって、スパッタ法やＣＶＤ法で形成される。
【００５２】
さらに、図８に示すように、第一マスクパターン１７０が、第一導電層１６０上に形成される。第一マスクパターン１７０は、例えばレジストである。第一マスクパターン１７０は、例えば、リソグラフィー法を用いて形成される。
【００５３】
図９に示すように、第二導電層１８０が、第一マスクパターン１７０が設けられていない第一導電層１６０上に設けられる。第二導電層１８０は、例えば、第一マスクパターン１７０をマスクとして、第一導電層１６０をシード層として、金属メッキ法により形成される。第二導電層１８０は、導電材料であり、例えば、銅やニッケルを用いる。または、第二導電層１８０は、導電材料をスパッタやＣＶＤ法で成層した後、リソグラフィーによるパターニングとエッチング除去により、形成されても良い。
【００５４】
図１０に示すように、第一マスクパターン１７０は、除去される。除去は、例えば、アッシング法を用いる。
【００５５】
図１１に示すように、第一導電層１６０を部分的に除去する。第二導電層１８０をマスクとしてエッチングすることにより、第一導電層１６０が部分的に除去される。また、このエッチングにより、第二導電層１８０の表面の一部が除去され、第二導電層１８０’となる。
【００５６】
図１２に示すように、第二絶縁層１７５が、第一絶縁層１５０及び第二導電層１８０’上に形成される。第二絶縁層１７５は、例えばポリイミドであって、塗布及び熱処理を用いて形成される。第二絶縁層１７５は、シリコン酸化層やシリコン窒化層でもよく、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、成層されても良い。
【００５７】
図１３に示すように、第二導電層１８０’直上の第二絶縁層１７５は、選択的に除去される。
【００５８】
例えば、リソラフィー法により、第二絶縁層１７５上にマスクパターンが形成される。そのマスクパターンに基づいて、第二絶縁層１７５がエッチングにより、選択的に除去され、第二開口部１７７が形成される。
【００５９】
図１４に示されるように、第三導電層１９０は、第二開口部１７７内に形成される。言い換えれば、第三導電層１９０は、図１３で除去した領域の第二導電層１８０’上に形成される。第三導電層１９０は、導電材料であり、例えば、チタンである。第二導電層１８０’をシード層として、金属メッキ法により形成される。また、第三導電層１９０は、第二絶縁層１７５及び第二導電層１８０’上に導電材料をスパッタやＣＶＤ法で成層した後、リソグラフィーによるパターニングとエッチング除去により、形成されても良い。
【００６０】
図１５に示されるように、第三導電層１９０上には、半田バンプ２００が形成される。半田バンプ２００は、例えば、半田ペーストを塗布した後、リフローにより、形成される。半田ペーストは、例えばスズと銀を含んでも良いし、スズと銅を含んでも構わない。
【００６１】
図１に示されるように、ダイシングにより、半導体装置５を個辺化することにより、半導体装置５は形成される。図１に示されるように、第一絶縁層１５０及び第二絶縁層１７５が上方から見て、樹脂層１４０と重なって設けられており、またダイシングにより切断された断面には、樹脂層１４０、第一絶縁層１５０、第二絶縁層１７５が露出する。
【００６２】
（第一実施形態の効果）
本実施形態によれば、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、第一半導体チップ２０に設けられた第一導電コンタクト５０及び第一電極４０を介して半田バンプ２００に電気的に接続する。つまり、本実施形態によれば、第二半導体チップ７０及び第三半導体チップ１００は、第一導電コンタクト５０と電気的に接続し、第一導電コンタクト５０を介して半田バンプ２００と電気的に接続する。具体的には、図１で示すように、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、半田バンプ２００ｃと電気的に接続する。なお、この第一導電コンタクト５０は、第一半導体チップ２０と電気的に接続しても良く、第二半導体チップ７０及び第三半導体チップ１００は、第一半導体チップ２０と電気的に接続しても構わない。
【００６３】
また、第一半導体チップ２０の第一面２０ａの近傍に配置されたトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクトや電極も、第一導電コンタクト５０及び第一電極４０を介して半田バンプ２００に接続される。具体的には、図１で示すように、第一半導体チップ２０の第一面２０ａの近傍に配置されたトランジスタ等の回路素子や配線やコンタクトや電極は、第一導電コンタクト５０ｂを介して半田バンプ２００ｂと電気的に接続する。
【００６４】
つまり、本実施形態によれば、半導体チップとは別の新たに電極パッドを備えた配線基板や、その配線基板への金属ワイヤなしに、第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、及び第三半導体チップ１００は、半田バンプ２００への電気的な接続が可能である。より具体的には、半田バンプ２００への電気的な接続が、例えば、絶縁樹脂配線基板、セラミックス配線基板、ガラスーエポキシ樹脂を使用したプリント配線板等、シリコンインターポーザ、リードフレーム等なしに、可能である。
【００６５】
また、金属ワイヤ１３０も半導体チップ間を電気的に接続すれば足り、金属ワイヤ１３０の使用量を減らすことが可能である。
【００６６】
すなわち、本実施形態によれば、電極パッドを配置する面積を減少させることができ、半導体装置５を小型化することが可能である。さらに、配線基板や金属ワイヤ１３０の使用量を減らすことで、材料を節約することができ、安価で環境に優しい半導体装置５を得る事が出来る。
【００６７】
本実施形態によれば、第一半導体チップ２０上に、第一電極４０に対応した第一開口部１５５を備えた第一絶縁層１５０が設けられる。そして、第一導電層１６０、第二導電層１８０は、第一開口部１５５及び第一絶縁層１５０上に、任意のパターンに所定の長さで配置される。そして、第一導電層１６０、第二導電層１８０が、任意のパターンに所定の長さで配置されることで、半田バンプ２００は任意の位置に配置することが可能である。例えば、隣り合う半田バンプ２００の中心の第二間隔Ｗ２を、その半田バンプ２００が接続する第一電極４０の第一間隔Ｗ１よりも広く、外部端子と接続可能な距離で設けることが可能である。または、例えば、半導体装置５を実装する外部基板に合わせて半田バンプ２００を配置することが可能である。
【００６８】
本実施形態によれば、第一半導体チップ２０と半田バンプ２００の間には、第一絶縁層１５０、第二絶縁層１７５、第一導電層１６０、第二導電層１８０、第三導電層１９０を備える。つまり、上述したような配線基板を設けないため、第一半導体チップ２０と半田バンプ２００の間を薄くすることが可能であって、半導体装置５の更なる小型化が可能である。
【００６９】
本実施形態によれば、樹脂層１４０と第一絶縁層１５０と第二絶縁層１７５は、上方から見て重なって設けられる。また、ダイシングにより切断された断面には、樹脂層１４０、第一絶縁層１５０、第二絶縁層１７５が露出する。すなわち、配線基板などではなく、半導体チップを封止することが可能な樹脂層の大きさで半導体装置５を形成することが可能である。
【００７０】
（第一実施形態の第一の変形例）
図５に示した支持基板１０の剥離は、次のように行っても良い。
【００７１】
第一接着材層３０は熱可塑樹脂を用いる。そして、図５で説明したエッチングの代わりに第一接着材層３０が可塑化する熱処理を行う。第一接着材層３０が可塑化し、支持基板１０を剥離することが可能となる。
【００７２】
または、支持基板１０の表面にＵＶ硬化樹脂を形成する。そして、図５で説明したエッチングの代わりに、ＵＶを支持基板１０の側から照射する。これにより、ＵＶ硬化樹脂が硬化され、支持基板１０と第一接着材層３０の接着性が低下し、支持基板１０を剥離することが可能となる。
【００７３】
（第一実施形態の第二の変形例）
図１において、第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００が存在する場合を説明したが、半導体チップの枚数は３枚に限られず、任意の枚数で構わない。
【００７４】
（第一実施形態の第三の変形例）
図１６に示すように、第一半導体チップ２０は、第一電極４０及び第一電極パッド６０を含まなくてもよい。この場合は、第一導電コンタクト５０は、第一面２０ａ及び第二面２０ｂにおいて電極となり、金属ワイヤ１３０及び第一導電層１６０と電気的に接続する。
【００７５】
（第一実施形態の第四の変形例）
図１において、第一半導体チップ２０が、第一導電層１６０、第二導電層１８０、第三導電層１９０を介して、半田バンプ２００に接続される例を示したが、これに限られない。例えば、半導体装置５は第三導電層１９０を備えずに、第二導電層１８０上に半田バンプ２００を備えてもよい。また、半導体装置５は第二導電層１８０、第三導電層１９０を備えずに、第一導電層１６０上に半田バンプ２００を備えてもよい。また、逆に、半導体装置５は、第三導電層１９０上に新たな導電層を備え、半田バンプ２００をその新たな導電層上に備えてもよい。
【００７６】
（第一実施形態の第五の変形例）
図１において、第一半導体チップ２０が、第一電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、第一導電コンタクト５０ｂ、５０ｃを含む場合を示したがこれに限られない。第一半導体チップ２０は、この一部のみを含んでも良いし、さらに多くの第一電極４０、第一導電コンタクト５０を含んでも良い。
【００７７】
また、第一電極４０ｃは、第二半導体チップ７０及び第三半導体チップ１００と電気的に接続したが、その片方のチップのみでも構わない。
【００７８】
（第一実施形態の第六の変形例）
図１７に示すように、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、第二電極パッド９０、第三電極パッド１２０を含まなくてもよい。この場合、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、第一半導体チップ２０と同様に第二導電コンタクト５２、第三導電コンタクト５４を含む。そして、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、第二導電コンタクト５２、第三導電コンタクト５４を介して第一半導体チップ２０に接続される。第一半導体チップ２０、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００を階段状にずらして積層する必要がないため、半導体装置５のさらなる小型化が可能である。
【００７９】
なお、第二導電コンタクト５２、第三導電コンタクト５４の構造は、第一導電コンタクト５０と同様の構造でよい。つまり、第二半導体チップ７０、第三半導体チップ１００は、第四面７０ｂと第六面１００ｂに、第二電極と第三電極を有する。そして、第二導電コンタクトは第三面７０ａに形成される回路素子と第二電極と電気的に接続し、第三導電コンタクトは、第五面１００ａに形成される回路素子と第三電極と電気的に接続する。
【００８０】
なお、本変形例の各半導体チップの動作方法については、例えば、“半導体装置”という２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願１３／８４３１６５号に記載されている。これらの特許出願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
【００８１】
本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
５…半導体装置
１０…支持基板
２０…第一半導体チップ
３０…第一接着材層
４０…第一電極
５０…第一導電コンタクト
５２…第二導電コンタクト
５４…第三導電コンタクト
６０…第一電極パッド
７０…第二半導体チップ
８０…第二接着材層
９０…第二電極パッド
１００…第三半導体チップ
１１０…第三接着材層
１２０…第三電極パッド
１３０…金属ワイヤ
１４０…樹脂層
１５０…第一絶縁層
１５５…第一開口部
１６０…第一導電層
１７０…第一マスクパターン
１７５…第二絶縁層
１７７…第二開口部
１８０…第二導電層
１９０…第三導電層
２００…半田バンプ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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