(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１電極と、前記基板を覆うように形成され前記第１電極の少なくとも一部を露出させる開口を有する絶縁膜と、前記絶縁膜の上に設けられ、上面に第２電極を有する電子デバイスと、前記絶縁膜の上面と前記電子デバイスの上面との段差を埋めるスロープと、前記スロープの外周近傍の前記絶縁膜に設けられた溝と、前記スロープ上に形成され前記第１電極と前記第２電極を接続する配線と、を備え、
前記溝は、前記配線が前記スロープを伝って前記絶縁膜と最初に接する点を中心として、前記最初に接する点から前記配線が延在する方向と略直交する方向に遠ざかるにつれて、前記電子デバイスとの距離が増加して最大となりその後減少するように形成され、
前記スロープは、前記電子デバイスの上面から前記絶縁膜に至るまでに、前記配線が延在する方向と直交する方向の断面形状が平坦から段々と２つの山形状となるように変化していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記配線は、前記スロープの前記２つの山の間の谷の部分に形成されてい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】
前記溝は、前記電子デバイスとの距離が最大となる部分が連続した一つの領域を形成していることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記溝は、前記一つの領域に、この領域の幅よりも広い幅の四角形の溝が更に設けられおり、前記四角形の溝にも前記スロープと同じ材料が埋め込まれていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
第１電極が形成された基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に、前記第１電極に通じる開口と、前記第１電極に接続する配線が形成される領域の両側にそれぞれ溝とを形成する工程と、
前記絶縁膜の、前記溝からみて前記開口とは反対側の領域上に、上面に第２電極を有する電子デバイスを設ける工程と、
前記絶縁膜と前記電子デバイスの上面との段差を埋め、前記電子デバイスの上面から前記溝に向かって傾斜したスロープを形成する工程と、
前記スロープ上に、前記第１電極と前記第２電極と接続する前記配線を液適吐出法により形成する工程と、
を備え、
前記溝は、前記配線が前記スロープを伝って前記絶縁膜と最初に接する点を中心として、前記最初に接する点から前記配線が延在する方向と略直交する方向に遠ざかるにつれて、前記電子デバイスとの距離が増加して最大となりその後減少するように形成され、
前記スロープは、前記電子デバイスの上面から前記絶縁膜に至るまでに、前記配線が延在する方向と直交する方向の断面形状が平坦から段々と２つの山形状となるように変化している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、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の小型化、高密度化に伴って、例えば電子デバイスを薄く製作し、これを実装することによって電子部品を高密度化することが望まれている。電子デバイスの実装において電気的に配線接続する方法としてワイヤボンディングを用いる方法が知られている。このワイヤボンディングは、実装する電子デバイスに対して加熱及び加圧処理が必要となり、薄い電子デバイスでは加圧による破損が問題となる。
【０００３】
そこで、加圧工程が不要な配線接続技術として、導電材料を液滴吐出法で吐出することで配線を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。液滴吐出法に基づいて配線を形成する場合、吐出した液体材料が所望位置より流出すると、ショートや断線等の不都合が発生する可能性がある。そのため、電子デバイスを実装する際に液滴吐出法を用いる場合、吐出した液体材料の流出を防止し、吐出した液体材料の形状を制御することが重要である。
【０００４】
吐出した液体材料の流出を防止する方法として、例えば接続端子の周囲に、フォトリソグラフィ法を用いて壁部を形成する方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、段差を埋めるように設けられたスロープ上に配線が形成される半導体装置においては、配線を形成する際に上記スロープ上に壁部を形成するのが困難である。
【０００６】
また、壁部を形成しないで、液滴吐出法により上記スロープに配線を形成した方法が知られているが（例えば、特許文献３参照）、吐出した液体材料の流出を防止し、吐出した液体材料の形状を制御することが困難である。
【特許文献１】特開２０００−２１６３３０号公報
【特許文献２】特開２００６−３０２９８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１６５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、段差を埋めるように形成されるスロープ上に液滴吐出法により配線を形成する場合には、吐出した液体材料の流出を防止し、スロープに吐出された液体材料の形状を制御することが困難であるという課題がある。
【０００８】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、液滴吐出法を用いて、スロープ上に配線を形成しても、スロープに吐出された液体材料の形状を制御することのできる半導体装置およびその製造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】
【０００９】
本発明の第１の態様による半導体装置は、基板上に形成された第１電極と、前記基板を覆うように形成され前記第１電極の少なくとも一部を露出させる開口を有する絶縁膜と、前記絶縁膜の上に設けられ、上面に第２電極を有する電子デバイスと、前記絶縁膜の上面と前記電子デバイスの上面との段差を埋めるスロープと、前記スロープの外周近傍の前記絶縁膜に設けられた溝と、前記スロープ上に形成され前記第１電極と前記第２電極を接続する配線と、を備え、前記溝は、前記配線が前記スロープを伝って前記絶縁膜と最初に接する点を中心として、前記最初に接する点から前記配線が延在する方向と略直交する方向に遠ざかるにつれて、前記電子デバイスとの距離が増加して最大となりその後減少するように形成され、前記スロープは、前記電子デバイスの上面から前記絶縁膜に至るまでに、前記配線が延在する方向と直交する方向の断面形状が平坦から段々と２つの山形状となるように変化していることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の態様による半導体装置の製造方法は、第１電極が形成された基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に、前記第１電極に通じる開口と、前記第１電極に接続する配線が形成される領域の両側にそれぞれ溝とを形成する工程と、前記絶縁膜の、前記溝からみて前記開口とは反対側の領域上に、上面に第２電極を有する電子デバイスを設ける工程と、前記絶縁膜と前記電子デバイスの上面との段差を埋め、前記電子デバイスの上面から前記溝に向かって傾斜したスロープを形成する工程と、前記スロープ上に、前記第１電極と前記第２電極と接続する前記配線を液適吐出法により形成する工程と、を備え、前記溝は、前記配線が前記スロープを伝って前記絶縁膜と最初に接する点を中心として、前記最初に接する点から前記配線が延在する方向と略直交する方向に遠ざかるにつれて、前記電子デバイスとの距離が増加して最大となりその後減少するように形成され、前記スロープは、前記電子デバイスの上面から前記絶縁膜に至るまでに、前記配線が延在する方向と直交する方向の断面形状が平坦から段々と２つの山形状となるように変化していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液滴吐出法を用いて、スロープ上に配線を形成しても、スロープに吐出された液体材料の形状を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による半導体装置を図１乃至図３に示す。本実施形態の半導体装置の上面図を図１に示し、図１に示す切断線Ａ−Ａで切断した断面図を図２に示し、図１に示す切断線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅ、ｆ−ｆ、ｇ−ｇで切断した断面図をそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示す。
【００１４】
本実施形態の半導体装置は、図２に示すように、上面に電極２が形成された電子デバイス１を有している。この電子デバイス１を覆うように絶縁膜３が設けられ、この絶縁膜３には電極２に通じる開口４が設けられている。この絶縁膜３は、電子デバイス１の内部に水分（湿気）が侵入することを防止する保護膜（パッシべーション膜）として機能している。
【００１５】
電極２が設けられた領域と異なる電子デバイス１の領域上には絶縁膜３を介して、上面に電極６が形成された電子デバイス５が設けられている。この電子デバイス５の上面を覆うように絶縁膜７が設けられ、この絶縁膜７には電極６に通じる開口８が設けられている。
【００１６】
この絶縁膜７は、電子デバイス５の内部に水分（湿気）が侵入することを防止する保護膜（パッシべーション膜）として機能している。
【００１７】
そして、電子デバイス５の電極６と、電子デバイス１の電極２とを配線で接続するために段差を埋めるように形成されたスロープ９が絶縁膜３上に設けられている。このスロープ９は電子デバイス５が設けられた領域と、開口４が設けられた領域との間の絶縁膜３上に形成されている。このスロープ９の、絶縁膜３に接する外周に沿って絶縁膜３に溝１０が設けられている。そして、電子デバイス５の電極６と、電子デバイス１の電極２とを接続する配線１１がスロープ９上に設けられている。
【００１８】
スロープ９の外周に沿って設けられた溝１０は、図１に示すように、配線１１がスロープ９を伝って絶縁膜３と最初に接する点（スロープの下端）を谷として、配線１１の両側にそれぞれ平面形状が山となる溝となっている。すなわち、溝１０は、配線１１がスロープ９を伝って絶縁膜３と最初に接する点を中心として、上記最初に接する点から配線１１が延在する方向と略直交する方向に遠ざかるにつれて、電子デバイス１との距離が増加して最大となりその後減少するように形成されている。このような構成の溝１０とすることにより、溝１０が絶縁膜３に形成された後に、例えば、エポキシ樹脂からなるスロープ９を例えばディスペンサー法等により形成すると、図３（ａ）乃至３（ｇ）に示すように、スロープ９は、絶縁膜７から絶縁膜３に至るまでに断面形状が平坦から段々と２つの山形状となるように変化する構成となる。このため、配線１１は、スロープ９の２つの山の間の谷の部分に形成される。これらの２つの山が壁となって、液適吐出法で配線１１を形成する場合には、上記２つの山が壁となって、液体材料が配線１１の形成方向（延在する方向）と直交する方向に広がるのを抑制することができ、スロープに吐出された液体材料の形状を制御することができる。
【００１９】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法を、図２を参照して説明する。
【００２０】
まず、上面に電極２が設けられている電子デバイス１を覆うように、絶縁膜３を形成する。この絶縁膜３は、例えばポリイミド樹脂等の絶縁性材料をスピンコート法、ディッピング法、または液滴吐出法などで形成することができる。または、酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（ＳｉＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁性材料をスパッタ蒸着法などで形成してもよい。
【００２１】
続いて、電子デバイス５上に絶縁膜７を形成する。この絶縁膜７は、例えばポリイミド樹脂等の絶縁性材料をスピンコート、ディッピング法、液滴吐出法などで形成することができる。または、酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（ＳｉＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁性材料をスパッタ蒸着法などで形成してもよい。その後、絶縁膜７が形成された電子デバイス５を、電子デバイス１上の絶縁膜３と貼り合わせる。このとき、電子デバイス５は例えば粘着材シートなどを用いて貼り付けてもよい。
【００２２】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて絶縁膜３に、電極２に通じる開口４とスロープ９の形状を決定する溝１０とを形成する。続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて絶縁膜７に、電子デバイス５の電極６に通じる開口８を形成する。
【００２３】
次に、絶縁膜３の上面と電子デバイス５の上面の段差を埋めるようにスロープ９を形成する。スロープ９は例えばエポキシ樹脂などを、例えばインクジェット装置、スクリーン印刷装置、ディスペンサー装置などで形成することができる。スロープ９の形状は、材料の量、粘度、およびスロープの勾配などに依存して決まる。スロープ９を構成するエポキシ樹脂等は、さらに溝部１０の端で止めることができるため、溝部１０の形状によってスロープ９の形状を制御することができる。
【００２４】
その後、液適吐出法を用いて、電極６と電極２とを接続する配線１１を形成する。配線部１１にはＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉなどを溶媒に分散させたインク、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどのような有機導電性材料が使用できる。液適吐出法は、インクジェット装置、スクリーン印刷装置、ディスペンサー装置などを用いて行うことができる。配線１１の一部はスロープ９上に設けられており、スロープ９によって電子デバイス１の上面と、電子デバイス５の上面との間において大きな段差が無くなっている。段差を無くすことにより、電子デバイス１上に設けられた電極２と、電子デバイス５上に設けられた電極６とを電気的に接続するための配線１１の曲げによる切断などの不都合が防止されている。さらに、配線１１の形状はスロープ９の形状によって制御される。例えば、本実施形態では、溝１０のパターンは配線１１の両側に配線１１がスロープ９を伝って絶縁膜３と最初に接する点（スロープの下端）を谷として、配線１１の両側にそれぞれ平面形状が山となる構成となっている。このため、スロープ９は、絶縁膜７から絶縁膜３に至るまでに断面形状が平坦から段々と２つの山形状となるように変化する構成となり、スロープ９の２つの山の間の谷の部分に配線１１が形成される。これらの２つの山が壁となって、液適吐出法で配線１１を形成する場合には、上記２つの山が壁となって、液体材料が配線１１の形成方向（延在する方向）と直交する方向に広がるのを抑制することができる。すなわち、配線１１が最も断線しやすいスロープ９の下端付近で配線の形成方向に垂直な方向への、吐出された液体材料の広がりが抑えられる。これにより、この下端付近で配線１１の膜厚が厚くなるように制御することができ、断線を防止することができる。また、スロープ９の下端付近で配線の形成方向に垂直な方向への広がりが抑えられるので、隣接配線とのショートを防止することができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、スロープ９は溝１０を覆ってはいないが、図４に示すように、スロープ９が溝１０を覆っていてもよい。スロープ９を形成する際、スロープ９の形成材料の粘度や濡れ性等により、形成材料が溝１０内に入り込みことがある。いずれにしても、この溝１０によって、スロープ９の形成材料が広がるのを防止することができる。
【００２６】
また、本実施形態および以降の実施形態においては、電子デバイス１は、特に機能を持たない単なる基板であってもよい。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による半導体装置を、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の半導体装置の、配線の形成方向に沿った平面で切断した断面図である。
【００２８】
本実施形態の半導体装置は、図２に示す第１実施形態の半導体装置において、溝１０が電子デバイス５の端面近傍まで広がって形成された構成となっている。すなわち、スロープ９は溝１０上に形成された構成となっている。本実施形態も第１実施形態と同様の効果を有することはいうまでもない。
【００２９】
図２に示す第１実施形態のように溝１０の手前でスロープを止めると、溝１０に沿って配線１１が横に流れる場合があり得る。濡れ性等を調整することによって図４に示すように、溝１０の外側でスロープを止めることもできるが、本実施形態では、簡単に溝１０の外側でスロープを止めることができる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による半導体装置を図６および図７を参照して説明する。図６は本実施形態の半導体装置の上面図、図７は、図６に示す切断線Ａ−Ａで切断した断面図である。本実施形態の半導体装置は、図２に示す第１実施形態の半導体装置と同様に
スロープ９の外周の絶縁膜３に溝１０１を設けるとともに、配線１１の下部領域にも溝１０２を設けた構成となっている。本実施形態も第１実施形態と同様の効果を有することはいうまでもない。
【００３１】
図２に示す第１実施形態では、スロープの凹凸は、主にスロープの下端近傍に形成される。これに対して本実施形態では、図６に示すようにスロープ上端近傍にも凹凸を形成することができ、歩留まりの向上が期待できる。
【００３２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による半導体装置を、図８を参照して説明する。図８は本実施形態の半導体装置の上面図である。本実施形態の半導体装置は、図２に示す第１実施形態の半導体装置において、配線１１の両側の絶縁膜３に形成された溝の平面形状が山の頂部をカットした形状の溝１０とした構成となっている。本実施形態も第１実施形態と同様の効果を有することはいうまでもない。
【００３３】
また、本実施形態では、溝の山と電極２との干渉を避けて、電極２と電極６の距離を短くした設計が可能となる。電極間距離を短くすると全体の実装面積を小さくすることができ、デッドスペースを減らすことができる。
【００３４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による半導体装置を、図９を参照して説明する。図９は本実施形態の半導体装置の上面図である。本実施形態の半導体装置は、図２に示す第１実施形態の半導体装置において、絶縁膜３に形成された溝の平面形状が谷の部分を滑らかな曲線形状とした構成となっている。本実施形態も第１実施形態と同様の効果を有することはいうまでもない。
【００３５】
谷部が尖っていると、スロープがうまく谷部で止まらずに溝を超えて広がってしまうということが生じる可能性がある。しかし、本実施形態のように、谷部を滑らかな曲線にすることにより、スロープが溝を超えて広がってしまうことを抑制することができる。なお、滑らかな曲線でなくとも、多角形で部分的に谷の尖っている部分を減らしても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態による半導体装置を、図１０を参照して説明する。図１０は本実施形態の半導体装置の上面図である。本実施形態の半導体装置は、図２に示す第１実施形態の半導体装置において、配線１１の両側の絶縁膜３に形成された溝の平面形状が山の頂部をカットし、このカットされた部分にカットされた部分の幅よりも大きな幅の四角形状の溝を追加した構成となっている。このため、この四角形状の溝にスロープ９の形成材料が埋め込まれる。このため、液適吐出法で配線１１を形成した場合に、この四角形状の溝に埋め込まれたスロープ材が、液体材料が外側に回り込むのを防止する返し構造を構成することになる。このため、配線１１が最も断線しやすいスロープ９の下端付近で配線の形成方向に垂直な方向への、吐出された液体材料の広がりを第１実施形態に比べて、更に抑えられことができる。これにより、第１実施形態よりも断線を防止することができる。また、スロープ９の下端付近で配線の形成方向に垂直な方向への広がりが抑えられるので、隣接配線とのショートを第１実施形態よりも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体装置の上面図。
【図２】図１に示す切断線Ａ−Ａで切断した断面図。
【図３】図１に示す切断線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅ、ｆ−ｆ、ｇ−ｇで切断した断面図。
【図４】第１実施形態の変形例による半導体装置の断面図。
【図５】第２実施形態の半導体装置の断面図。
【図６】第３実施形態の半導体装置の上面図。
【図７】図６に示す切断線Ａ−Ａで切断した断面図。
【図８】第４実施形態の半導体装置の上面図。
【図９】第５実施形態の半導体装置の上面図。
【図１０】第６実施形態の半導体装置の上面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  電子デバイス
２  電極
３  絶縁膜
４  開口
５  電子デバイス
６  電極
７  絶縁膜
８  開口
９  スロープ
１０  溝
１１  配線
【図１】
0004940063.tif 000002
【図２】
0004940063.tif 000003
【図３】
0004940063.tif 000004
【図４】
0004940063.tif 000005
【図５】
0004940063.tif 000006
【図６】
0004940063.tif 000007
【図７】
0004940063.tif 000008
【図８】
0004940063.tif 000009
【図９】
0004940063.tif 000010
【図１０】
0004940063.tif 000011