(57)【要約】【課題】小型化および薄型化した配線板および半導体チップを破損させずに確実に接続することができる半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明の半導体装置１においては、配線板３の上方に複数の半導体チップ４が直線階段状に積層されており、それらの上面３ａ、４ａにバンプ７が形成されている。インターポーザ６Ａには配線板３または半導体チップ４との距離を一定にする階段部６Ａａが形成されており、その階段部６Ａａには突出部１０を有する孔形状（円筒形状）の接続電極９が形成されている。そして、接続電極９にバンプ７がそれぞれ挿入されることにより、配線板３および半導体チップ４がインターポーザ６Ａを介して電気的に接続される。【選択図】図１
2009027068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線板と、
前記配線板の上方に階段状に積層される１個または２個以上の半導体チップと、
前記配線板および前記１個または２個以上の半導体チップを電気的に接続するインターポーザと
を備えているとともに、
前記配線板および前記１個または２個以上の半導体チップは、前記半導体チップを階段状に積層させることにより露出した前記配線板の上面および前記半導体チップの上面にバンプを有しており、
前記インターポーザは、前記バンプとの対向距離を一定にする階段部を有しているとともに、前記階段部における前記バンプの対向位置において前記バンプを挿入することにより前記バンプと接続する孔形状もしくは溝形状の接続電極を有しており、
前記接続電極は、前記バンプの両側方を挟むその側壁から前記バンプの側方側に突出する突出部を有している
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
配線板と、
前記配線板の上方に階段状に積層される１個または２個以上の半導体チップと、
前記配線板および前記１個または２個以上の半導体チップを電気的に接続するインターポーザと
を備えているとともに、
前記配線板および前記１個または２個以上の半導体チップは、前記半導体チップを階段状に積層させることにより露出した前記配線板の上面および前記半導体チップの上面にバンプを有しており、
前記インターポーザは、前記半導体チップの階段状の積層により生じた勾配と同程度に傾斜させた傾斜部を有しているとともに、前記傾斜部における前記バンプの対向位置において前記バンプを挿入することにより前記バンプと接続する孔形状もしくは溝形状の接続電極を有しており、
前記接続電極は、前記バンプの対向方向に起立しつつ前記バンプの両側方を挟むその側壁から前記バンプの側方側に突出する突出部を有している
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記１個または２個以上の半導体チップは、同一方向にずらして直線階段状に積層されており、
前記バンプは、前記半導体チップを階段状に積層させることにより直線階段状に露出した前記配線板の上面および前記半導体チップの上面に直線上に配置されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接続電極は、傘部および柄部からなるきのこ断面形状になるように形成されているとともに、前記傘部を前記突出部として有している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記接続用電極の側壁は、前記バンプの配設側から見てドーナツ状に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記接続用電極の側壁は、前記バンプの配設側から見て２以上に分割形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記バンプに用いられる導電材料は、前記接続電極に用いられる導電材料よりも軟らかい材料である
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記バンプに用いられる導電材料は、Ａｕであり、
前記接続電極に用いられる導電材料は、Ｎｉである
ことを特徴とする請求項７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、半導体装置に係り、特に、メモリ基板に複数のメモリチップを積層実装してなるメモリーカードに好適に利用できる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２１は従来の半導体装置１０１の一例を示している。従来の半導体装置１０１は、図２１に示すように、半導体装置１０１の筐体１０２の内部に配設された配線板１０３の上面１０３ａに１個または複数個の半導体チップ１０４が積層されており、配線板１０３および半導体チップ１０４にそれぞれ形成された接続端子１０８をワイヤ１０６を用いたワイヤボンディングにより相互に接続して形成されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６８５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、配線板１０３および半導体チップ１０４をワイヤボンディングする際に超音波振動によりワイヤ１０６を接続しなければならないため、配線板１０３および半導体チップ１０４を薄型化した場合に配線板１０３および半導体チップ１０４が超音波振動により割れてしまうという問題があった。
【０００５】
また、配線板１０３および半導体チップ１０４が小型化すると、ワイヤ１０６およびワイヤ１０６を接続する配線板１０３および半導体チップ１０４の接続端子１０８もそれぞれ小さくなるため、配線板１０３および半導体チップ１０４にワイヤボンディングすること自体が困難になるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、小型化および薄型化した配線板および半導体チップを破損させずに確実に接続することができる半導体装置を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するため、本発明の半導体装置は、その第１の態様として、配線板と、配線板の上方に階段状に積層される１個または２個以上の半導体チップと、配線板および１個または２個以上の半導体チップを電気的に接続するインターポーザとを備えているとともに、配線板および１個または２個以上の半導体チップは、半導体チップを階段状に積層させることにより露出した配線板の上面および半導体チップの上面にバンプを有しており、インターポーザは、バンプとの対向距離を一定にする階段部を有しているとともに、階段部におけるバンプの対向位置においてバンプを挿入することによりバンプと接続する孔形状もしくは溝形状の接続電極を有しており、接続電極は、バンプの両側方を挟むその側壁からバンプの側方側に突出する突出部を有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明の第１の態様の半導体装置によれば、超音波振動を利用せずに配線板および半導体チップを接続しているので、配線板および半導体チップが超音波振動により破損することを防止することができる。また、接続電極にバンプを挿入して接続する際、接続電極の突出部がバンプに食い込むので、接続電極にバンプを強固に接続することができる。さらに、接続電極がインターポーザの階段部に配置されているので、バンプと接続端子との距離を一定にすることができる。
【０００９】
また、本発明の半導体装置は、その第２の態様として、配線板と、配線板の上方に階段状に積層される１個または２個以上の半導体チップと、配線板および１個または２個以上の半導体チップを電気的に接続するインターポーザとを備えているとともに、配線板および１個または２個以上の半導体チップは、半導体チップを階段状に積層させることにより露出した配線板の上面および半導体チップの上面にバンプを有しており、インターポーザは、半導体チップの階段状の積層により生じた勾配と同程度に傾斜させた傾斜部を有しているとともに、傾斜部におけるバンプの対向位置においてバンプを挿入することによりバンプと接続する孔形状もしくは溝形状の接続電極を有しており、接続電極は、バンプの対向方向に起立しつつバンプの両側方を挟むその側壁からバンプの側方側に突出する突出部を有していることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第２の態様の半導体装置によれば、超音波振動を利用せずに配線板および半導体チップを接続しているので、配線板および半導体チップが超音波振動により破損することを防止することができる。また、接続電極にバンプを挿入して接続する際、接続電極の突出部がバンプに食い込むので、接続電極にバンプを強固に接続することができる。さらに、インターポーザに細かな階段部を設けなくとも傾斜部を設けることにより、バンプと接続端子との距離を所定の範囲内にすることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様の半導体装置は、第１または第２の態様の半導体装置において、１個または２個以上の半導体チップは、同一方向にずらして直線階段状に積層されており、バンプは、半導体チップを階段状に積層させることにより直線階段状に露出した配線板の上面および半導体チップの上面に直線上に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第３の態様の半導体装置によれば、それぞれのバンプを最短距離で接続させることができるので、配線板および半導体チップの伝送損失を少なくすることができる。また、バンプが互いに隣位するので、１個のインターポーザによりバンプを接続することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様の半導体装置は、第１から第３のいずれか１の態様の半導体装置において、接続電極は、傘部および柄部からなるきのこ断面形状になるように形成されているとともに、傘部を突出部として有していることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第４の態様の半導体装置によれば、容易に形成することができるきのこ断面形状の側壁の傘部を突出部としているので、側壁の側面の一部に突起部を別個に形成して突出部とするよりも容易に突出部を形成することができる
本発明の第５の態様の半導体装置は、第１から第４のいずれか１の態様の半導体装置において、接続用電極の側壁は、バンプの配設側から見てドーナツ状に形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第５の態様の半導体装置によれば、接続電極がバンプを包むように接続しているので、バンプと接続電極との接続を強固にすることができる。
【００１６】
本発明の第６の態様の半導体装置は、第５の態様の半導体装置において、接続用電極の側壁は、バンプの配設側から見て２以上に分割形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第６の態様の半導体装置によれば、接続電極にバンプが挿入されて接続電極の側壁が側方に拡大しても、接続電極の側壁が破断してしまうことを防止することができる。
【００１８】
本発明の第７の態様の半導体装置は、第１から第６のいずれか１の態様の半導体装置において、バンプに用いられる導電材料は、接続電極に用いられる導電材料よりも軟らかい材料であることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第７の態様の半導体装置によれば、バンプが接続電極に当接した際にバンプが変形しやすくなるので、接続電極の側壁の間にバンプを容易に挿入することができる。
【００２０】
本発明の第８の態様の半導体装置は、第７の態様の半導体装置において、バンプに用いられる導電材料は、Ａｕであり、接続電極に用いられる導電材料は、Ｎｉであることを特徴としている。
【００２１】
本発明の第８の態様の半導体装置によれば、Ａｕは導電性に優れた軟質金属であり、ＮｉはＡｕよりも硬質の金属であって導電性に優れているため、導電性および接続性に優れたバンプおよび接続電極を形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体装置によれば、配線板および半導体チップに形成されたバンプをインターポーザに形成された接続電極に挿入して強固に接続しているので、小型化および薄型化した配線板および半導体チップを破損させずに確実に接続することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１から図１６を用いて、本発明の半導体装置を第１および第２の実施形態により説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態の半導体装置１Ａを示している。第１の実施形態の半導体装置１Ａは、図１に示すように、筐体２の内部に、配線板３、３個の半導体チップ４およびインターポーザ６Ａを備えている。
【００２５】
配線板３は、矩形平板状に形成されており、その上面３ａに平板状の接続端子８を有している。そして、接続端子８の表面には、上方に突出した円柱状のバンプ７を有している。このバンプ７は導電材料のなかでも導電性のよいＡｕを用いて形成されていることが好ましい。
【００２６】
図２は、配線板３および半導体チップ４の積層状態を示す平面図である。３個の半導体チップ４は、図１および図２に示すように、同一の大きさに形成されているとともに、同一方向（図１および図２の右方）にずらして直線階段状に積層されている。これらの半導体チップ４は、樹脂製の接着層５を介して配線板３または他の半導体チップ４に接着している。
【００２７】
半導体チップ４の積層個数が３個であるのは第１の実施形態の半導体装置１Ａの仕様であるため、他の実施形態においては１個または２個以上の半導体チップ４を配線板３に積層させてもよい。また、これらの半導体チップ４は、直線階段状に積層されておらずとも配線板３の上方に階段状に積層されており、その上面４ａに形成された接続端子８およびバンプ７が露出していればよい。
【００２８】
例えば、図３に示すように、大きさの異なる３個の半導体チップ４を大きいものから順に積層して配線板３の上面３ａおよび半導体チップ４の上面４ａを両側方（図３の左右方向）から直線階段状に露出させてもよい。また、例えば、図４に示すように、複数の半導体チップ４の長手方向が互い違いとなるようにそれらを積層させて配線板３の上面３ａおよび半導体チップ４の上面４ａをジグザグの階段状に露出させてもよい。
【００２９】
なお、配線板３の上面４ａに積層される半導体チップ４が１個の場合は半導体チップ４を階段状に積層することができないとも思われる。しかし、図１に示すように配線板３に対して半導体チップ４をずらして積層したり、図３に示すように配線板３よりも小さな半導体チップ４を積層したりすることにより配線板３および半導体チップ４による２段の階段状の積層ができあがる。そのため、半導体チップ４が１個の場合であっても、半導体チップ４を配線板３の上方に階段状に積層することは可能である。
【００３０】
第１の実施形態においては、図１および図２に示すように、３個の半導体チップ４を階段状に積層させることにより露出した半導体チップ４の上面４ａに、平板状の接続端子８が形成されている。また、これらの接続端子８の表面には、上方に突出した円柱状のバンプ７がそれぞれ形成されている。図１および図２に示すように、これらのバンプ７は、直線階段状に露出した配線板３の上面３ａおよび半導体チップ４の上面４ａに（仮想の）直線上に配置されていることが好ましい。そして、これらのバンプ７は、配線板３に形成されたバンプ７と同様、導電材料のなかでも導電性のよいＡｕを用いて形成されていることが好ましい。
【００３１】
図５はインターポーザ６Ａをバンプ７側から見た平面図である。第１の実施形態のインターポーザ６Ａは、図１および図２に示すように、配線板３および３個の半導体チップ４を電気的に接続する中間配線板の役割を果たす。インターポーザ６Ａは、多層構造の絶縁基板６１の内部に内層電極６２およびビア６３を有している。また、このインターポーザ６Ａにおいては、絶縁基板６１の積層枚数を適宜変更することにより、露出した配線板３の上面３ａおよび半導体チップ４の上面４ａとの対向位置にそれらの積層形状に合わせた階段部６Ａａが形成されており、バンプ７との対向距離が一定になっている。
【００３２】
また、この階段部６Ａａにおけるバンプ７の対向位置においては、図１、図２および図５に示すように、ビア６３の露出部分に接続電極９が形成されている。この接続電極９は、図６および図７に示すように、円形平板状の底面９ａとバンプ７の両側方を挟む側壁９ｂとからなる孔形状（略円筒形状）になっており、図１に示すように、バンプ７が挿入されるように側壁９ｂの内径をバンプ７の外径と同等にして形成されている。なお、側壁９ｂの形状はバンプ７の両側方を挟む形状に形成されていればよいので、図６に示すような孔形状でなく、図１１に示すような二叉の側壁９ｂからなる溝形状に形成されていてもよい。
【００３３】
接続電極９の側壁９ｂは、図６または図８に示すように、バンプ７の配設側から見て円形もしくは多角形のドーナツ状に形成されていることが好ましい。また、この側壁９ｂは、図６に示すような四分割または図９に示すような二分割のように２以上に分割されて形成されていることが好ましい。第１の実施形態においては、図６に示すような円形ドーナツ状の側壁９ｂが四分割されている。
【００３４】
また、図６および図７に示すように、接続電極９の側壁９ｂには挿入されたバンプ７の側方に食い込む突出部１０が形成されている。第１の実施形態の側壁９ｂにおいては、側壁９ｂの断面が傘部９ｄおよび柄部９ｃからなるきのこ断面形状に形成されており、図１０に示すように、傘部９ｄが突出部１０としてバンプ７の側方側に突出して食い込んでいる。なお、突出部１０はきのこ断面形状に形成された傘部９ｄのみに限られない。例えば、図１２に示すように、側壁９ｂの内壁９ｅの中央が窪んだ形状に側壁９ｂを形成し、その上部９ｔを突出部１０としてもよい。
【００３５】
接続電極９に用いる導電材料としては、Ｎｉなどの良導電性であって硬質な金属が好ましい。言い換えると、バンプ７に用いる導電材料としては、図１０に示すように、バンプ７を接続電極９に挿入したときにバンプ７を容易に変形させるため、接続電極９に用いる導電材料よりも軟らかい材料を選択することが好ましい。
【００３６】
なお、図示はしないが、バンプ７と接続電極９との接続を確実にするため、配線板３および半導体チップ４とインターポーザ６Ａとの間にアンダーフィルなどの非導電性樹脂を接着剤として塗布することが好ましい。
【００３７】
次に、接続電極９の製造方法を説明する。接続電極９の製造方法としては、接続電極９の形状に合わせて複数の製造方法がある。例えば、図７に示すようなきのこ断面形状の側壁９ｂを有する接続電極９を形成する場合、図１３に示すように、接続電極９の底面９ａおよびその底面９ａが形成されたインターポーザ６Ａの表面に側壁９ｂの柄部９ｃの高さと同等の厚さのレジスト膜２０を形成し、側壁９ｂの柄部９ｃに該当する部分を異方性エッチングする。その後、図１４に示すように、Ｎｉなどの導電材料を用いてエッチングされた部分をめっきする。その際、レジスト膜２０の厚さよりも厚く導電材料をめっきすると、レジスト膜２０の厚さよりも高くめっきされた部分が等方的に進行して柄部９ｃの上方に傘部９ｄを形成する。側壁９ｂの傘部９ｄが形成された後にレジスト膜２０を除去すれば、図７に示すような傘部９ｄを有する接続電極９が形成される。
【００３８】
また、例えば、図１２に示すような接続電極９を形成する場合、図１３に示すようなレジスト膜２０と同様に、接続電極９の底面９ａおよびその底面９ａが形成されたインターポーザ６Ａの表面にレジスト膜２０を形成し、側壁９ｂの柄部９ｃに該当する部分を異方性エッチングする。レジスト膜２０の厚さは側壁９ｂの高さよりも高く形成しておく。その後、図１５に示すように、Ｎｉなどの導電材料を用いてエッチングされた部分をめっきする。めっき厚はレジスト膜２０の厚さよりも薄く形成する。その後、図１６に示すようにレジスト膜２０を除去した後、底面９ａを被覆してから接続電極９の側壁９ｂの内壁９ｅを等方性エッチングすることにより、図１２に示すような側壁９ｂの内壁９ｅの中央が窪んだ形状の側壁９ｂが形成される。
【００３９】
次に、図１から図１６を用いて、第１の実施形態の半導体装置１Ａの作用を説明する。
【００４０】
第１の実施形態の半導体装置１Ａにおいては、図１に示すように、配線板３および３個の半導体チップ４を階段状に積層するとともに、露出した配線板３の上面３ａおよび半導体チップ４の上面４ａに形成されたバンプ７にインターポーザ６Ａの接続電極９を接続させている。この接続電極９は、図１に示すように、配線板３および半導体チップ４との対向距離を一定にするインターポーザ６Ａの階段部６Ａａに配置されており、バンプ７を挿入して接続するために孔状もしくは溝状（図１１を参照）に形成されている。そのため、超音波振動を利用せずに配線板３および半導体チップ４を接続することができるので、配線板３および半導体チップ４が超音波振動により破損することを防止することができる。
【００４１】
また、図１および図２に示すように、接続電極９と接続するバンプ７が形成された半導体チップ４は、同一方向にずらして直線階段状に積層されている。そして、これらのバンプ７は、直線階段状に露出した配線板３の上面３ａおよび半導体チップ４の上面４ａに直線上に配置されている。そのため、それぞれのバンプ７を最短距離で接続させることができるので、配線板３および半導体チップ４の伝送損失を少なくすることができる。また、図３に示すバンプ７の配置とは異なり、図１および図２に示すように接続する全てのバンプ７を平面視直線上に配置すると、全てのバンプ７が互いに隣位するので、１個のインターポーザ６Ａによりバンプ７を接続することができる。
【００４２】
図１０に示すように、バンプ７の両側方を挟む接続電極９の側壁９ｂには、その側壁９ｂからバンプ７の側方側に突出する突出部１０が形成されている。仮に、図１６に示すように、接続電極９の側壁９ｂに突出部１０を設けなかった場合、バンプ７と接続電極９とを当接させてアンダーフィルで配線板３および半導体チップ４とインターポーザ６Ａとを接着するＮＣＰ（Non conductive Paste：非導電性樹脂）接続となるが、ＮＣＰ接続では外部から半導体装置１Ａに力が加わった際にバンプ７が接続電極９から離れて断線するおそれがある。そこで、接続電極９の側壁９ｂに突出部１０を設けておくことにより、接続電極９の突出部１０がバンプ７の側方に食い込むので、接続電極９にバンプ７を強固に接続してワイヤボンディングと同様に断線することなく確実に接続することができる。
【００４３】
接続電極９の突出部１０としては、図６、図８、図９、図１１または図１２に示すように、様々な形状が考えられる。ここで、第１の実施形態の接続電極９の側壁９ｂは、図６および図７に示すように、傘部９ｄおよび柄部９ｃからなるきのこ断面形状になるように形成されており、傘部９ｄを突出部１０としている。このきのこ断面形状の側壁９ｂを有する接続電極９は、図１４に示すように、レジスト膜２０の厚さよりも厚くめっきすることのみにより形成することができるので、接続電極９に突出部１０を容易に形成することができる。
【００４４】
また、第１の実施形態の接続用電極の側壁９ｂは、図６に示すように、バンプ７の配設側から見て２以上に分割されたドーナツ状に形成されている。接続電極９の側壁９ｂをドーナツ形状にすることにより接続電極９が円柱形のバンプ７の側方を包むように接続することができるので、バンプ７と接続電極９との接続をより強固にすることができる。また、２以上に分割形成することにより、接続電極９にバンプ７が挿入されて接続電極９の側壁９ｂが側方に拡大したときに接続電極９の側壁９ｂが破断してしまうことを防止することができる。
【００４５】
この接続電極９の破壊を防ぎつつ、バンプ７と接続電極９とを確実に接続するため、バンプ７に用いられる導電材料は、接続電極９に用いられる導電材料よりも軟らかい材料が選択されている。バンプ７が接続電極９よりも軟らかければ、バンプ７が接続電極９に当接した際にバンプ７が変形しやすくなるので、接続電極９の側壁９ｂの間にバンプ７を容易に挿入することができる。また、Ａｕを用いてバンプ７を形成し、Ａｕよりも硬いＮｉを用いて接続電極９を形成すれば、バンプ７を変形しやすく、かつ良好な導電性を確保することができる。
【００４６】
次に、図１７〜図２０を用いて、第２の実施形態の半導体装置１Ｂを説明する。
【００４７】
図１７は、第２の実施形態の半導体装置１Ｂを示している。第２の実施形態の半導体装置１Ｂは、図１７に示すように、図示しない筐体（図１を参照）の内部に、配線板３、その配線板３に階段状に積層された３個の半導体チップ４および配線板３と半導体チップ４とを電気的に接続するインターポーザ６Ｂを備えている。ここで、第１の実施形態との相違点は、インターポーザ６Ｂおよびその接続電極９の細かな形状の違いであり、配線板３および半導体チップ４ならびにそれらに形成されるバンプ７に相違点はない。そこで、以下においてはインターポーザ６Ｂについてのみ詳細に説明する。他の部分については第１の実施形態と同様である。
【００４８】
第２の実施形態のインターポーザ６Ｂは、図１７に示すように、絶縁基板６１の内部に内層電極６２およびビア６３を備えている。また、このインターポーザ６Ｂは、図１７に示すように、第１の実施形態において形成された階段部６Ａａとは異なり（図１を参照）、配線板３および３個の半導体チップ４の階段状の積層により生じた勾配と同程度に傾斜させた傾斜部６Ｂａを有している。インターポーザ６Ｂの傾斜部６Ｂａについては様々な形成方法がある。例えば、図１に示したインターポーザ６Ａの階段部６Ａａを図１７に示すような傾斜部６Ｂａに加工してもよいし、図１８に示すように、インターポーザ６Ｂ自体を傾斜させて無加工のまま傾斜部６Ｂａを形成してもよい。また、図示はしないが、インターポーザ６Ｂの金型を用いてインターポーザ６Ｂの傾斜部６Ｂａを形成してもよい。
【００４９】
図１９に示すように、この傾斜部６Ｂａにおけるバンプ７の対向位置においては、第１の実施形態と同様、孔形状もしくは溝形状の接続電極９が形成されている。そして、第１の実施形態と同様、バンプ７の両側方を挟む接続電極９の側壁９ｂには、側壁９ｂからバンプ７の側方側に突出する突出部１０が形成されている。なお、接続電極９の側壁９ｂは、インターポーザ６Ｂの傾斜部６Ｂａの法線方向ではなく、バンプ７の対向方向に起立している。インターポーザ６Ｂの傾斜部６Ｂａの法線方向に側壁９ｂを起立させると、バンプ７の中心軸と接続電極９の中心軸がねじれるため、バンプ７が挿入できなくなってしまうからである。
【００５０】
図２０は、第２の実施形態の接続電極９の形成方法を示す断面図である。第２の実施形態の接続電極９の形成方法は第１の実施形態とほぼ同様であるが、インターポーザ６Ｂにおいて傾斜部６Ｂａと階段部６Ａａとの違いがあるため、確認のために説明する。
【００５１】
はじめに、接続電極９の底面９ａおよびその底面９ａが形成されたインターポーザ６Ｂの表面にレジスト膜２０を均一に形成する。レジスト膜２０の膜厚は接続電極９の側壁９ｂの柄部９ｃの高さと同等である。そして、そのレジスト膜２０に側壁９ｂの柄部９ｃに該当する部分を異方性エッチングする。エッチング方向は側壁９ｂの起立方向である。その後、Ｎｉなどの導電材料を用いてエッチングされた部分をめっきする。その際、レジスト膜２０の厚さよりも厚く導電材料をめっきすると、レジスト膜２０の厚さよりも高くめっきされた部分が等方的に進行して柄部９ｃの上方に傘部９ｄが形成される。側壁９ｂの傘部９ｄが形成された後にレジスト膜２０を除去すれば、図１９に示すような傘部９ｄを有する接続電極９が形成される。なお、重力の影響により傘部９ｄが斜めに形成されるが、側壁９ｂの内側に突出しているので問題はない。
【００５２】
なお、第１の実施形態と同様、接続電極９の側壁９ｂとしては、図１９に示すようなきのこ断面形状の側壁９ｂだけでなく、側壁９ｂの内壁９ｅの中央が窪んだ形状の側壁９ｂが形成されていてもよい（図１２を参照）。
【００５３】
次に、図１７から図２０を用いて、第２の実施形態の半導体装置１Ｂの作用を説明する。
【００５４】
第２の実施形態の半導体装置１Ｂにおいては、図１７に示すように、配線板３の上面３ａに３個の半導体チップ４が階段状に積層されており、それらに形成されたバンプ７をインターポーザ６Ｂを介して接続している。そのため、ワイヤボンディングとは異なり、超音波振動を利用せずに配線板３および半導体チップ４を接続することができるので、第１の実施形態と同様、配線板３および半導体チップ４が超音波振動により破損することを防止することができる。
【００５５】
また、第１の実施形態においては、インターポーザ６Ｂに階段部６Ａａが形成されていたが、半導体チップ４の階段状の積層に合わせてインターポーザ６Ａの階段部６Ａａを正確に形成することが技術上困難な場合もある。そこで、第２の実施形態のインターポーザ６Ｂにおいては、半導体チップ４の階段状の積層により生じた勾配と同程度に傾斜させた傾斜部６Ｂａが形成されている。これにより、インターポーザ６Ｂに細かな階段部６Ａａを設けなくともバンプ７と接続端子８との距離を所定の範囲内にまで近づけることができる。
【００５６】
そして、インターポーザ６Ｂの傾斜部６Ｂａに形成された接続電極９の側壁９ｂには第１の実施形態と同様に突出部１０が形成されている。そのため、接続電極９にバンプ７を挿入して接続する際、接続電極９の突出部１０がバンプ７に食い込むので、接続電極９にバンプ７を強固に接続することができる。
【００５７】
なお、半導体チップ４を直線階段状に積層するとともにバンプ７を直線上に配置したことによる効果、接続電極９の側壁９ｂをきのこ断面形状にしたことによる効果、接続電極９の側壁９ｂをドーナツ形状にしたことによる効果、ドーナツ形状の側壁９ｂを２以上に分割したことによる効果、バンプ７を接続電極９よりも軟らかく形成したことによる効果、およびバンプ７にＡｕを用いるとともに接続電極９にＮｉを用いることにより得られる効果については、第１の実施形態において説明した効果と同様である。
【００５８】
すなわち、第１および第２の実施形態の半導体装置１Ｂによれば、配線板３および半導体チップ４に形成されたバンプ７をインターポーザ６Ｂに形成された接続電極９に挿入して強固に接続しているので、小型化および薄型化した配線板３および半導体チップ４を破損させずに確実に接続することができるという作用を生じる。
【００５９】
なお、本発明は、前述した実施形態など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。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施形態の半導体装置を示す縦断面図
【図２】第１の実施形態における配線板および半導体チップの積層状態を示す平面図
【図３】大きさの異なる半導体チップを階段状に積層させて複数のインターポーザにより配線板および半導体チップを接続させた状態を示す縦断面図
【図４】半導体チップの長手方向を互い違いに積層させた状態を示す平面図
【図５】第１の実施形態のインターポーザをバンプの配設側から見た平面図
【図６】第１の実施形態の接続電極を示す平面図
【図７】図６の７−７矢視断面図
【図８】接続電極の側壁を矩形ドーナツ形状に形成した場合の接続電極を示す平面図
【図９】接続電極の側壁を二分割した場合の接続電極を示す平面図
【図１０】バンプと接続電極との接続状態を示す拡大縦断面図
【図１１】接続電極の側壁を二叉に形成した場合の接続電極を示す平面図
【図１２】接続電極の側壁の内壁中央を窪ませた場合の接続電極を示す平面図
【図１３】接続電極の底面およびインターポーザの表面にレジスト膜を形成した状態を示す縦断面図
【図１４】接続電極の底面およびインターポーザの表面に形成されたレジスト膜に接続電極の側壁をめっき形成した状態を示す縦断面図
【図１５】図１２に示す接続電極の底面およびインターポーザの表面に形成されたレジスト膜に接続電極の側壁をめっき形成した状態を示す縦断面図
【図１６】図１２に示す接続電極の側壁において側壁をめっき形成した後にその内壁中央を窪ませる前の状態を示す平面図
【図１７】第２の実施形態の半導体装置を示す部分縦断面図
【図１８】第２の実施形態の半導体装置において平板状のインターポーザを傾斜させた傾斜部を形成した状態を示す部分縦断面図
【図１９】第２の実施形態の接続電極を示す縦断面図
【図２０】第２の実施形態の接続電極の形成工程を示す縦断面図
【図２１】従来の半導体装置を示す縦断面図
【符号の説明】
【００６１】
１Ａ、１Ｂ  半導体装置
３  配線板
４  半導体チップ
６Ａ、６Ｂ  インターポーザ
７  バンプ
９  接続電極
９ａ  底面
９ｂ  側壁
９ｃ  柄部
９ｄ  傘部
１０  突出部
２０  レジスト膜
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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