(57)【要約】【課題】衝撃や振動になどに対して強度を向上させることで高い信頼性が得られる半導体チップ、光電変換チップおよび半導体チップの製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板２と、受光部３および制御回路部４とを形成する集積回路と、前記半導体基板２の側面に形成され、半円筒形状に形成された外部端子５と、底面を除く全体を覆う樹脂封止部６とを備えた光電変換チップ１は、プリント配線基板に搭載する場合に、ワイヤによる接続が不要なので、ワイヤボンディング工程が不要である。【選択図】図１
2009194132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板に形成された集積回路と、前記半導体基板の側面に形成された外部端子とを備えた半導体チップ。
【請求項２】
前記外部端子は、一部分、または全体が半円筒形状に形成されている請求項１記載の半導体チップ。
【請求項３】
半導体基板と、前記半導体基板の上面に形成された光電変換回路と、前記半導体基板の側面に形成された外部端子とを備えた光電変換チップ。
【請求項４】
半導体基板に集積回路が形成された半導体チップの製造方法において、
ウエハ基板の分割箇所に貫通孔またはざぐり孔を形成する穿孔工程と、
前記ウエハ基板の所定の位置に、前記集積回路を形成する回路形成工程と、
前記貫通孔またはざぐり孔の内側面に金属薄膜層を被着する電極形成工程と、
前記ウエハ基板を、前記分割箇所に基づいて切断する分割工程とを含む半導体チップの製造方法。
【請求項５】
前記電極形成工程を行う際に、前記集積回路と前記金属薄膜層を接続する配線も同時に形成する請求項４記載の半導体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に、集積回路と、外部を接続するための外部端子とが形成された半導体チップ、光電変換チップおよび半導体チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップは、樹脂で形成されたパッケージに収納され、半導体チップの外部端子とパッケージの電極とをワイヤにより接続することで導通が図られている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
従来の半導体チップを、図１１に基づいて詳細に説明する。図１１に示すように、従来の半導体チップ１００は、半導体基板１０１に集積回路１０２が形成され、それぞれパターンによる配線１０３が形成されている。そして半導体基板１０１上には、上述したパッケージと接続するための外部端子であるボンディングパッド１０４が設けられている。
【特許文献１】特開２０００−３４０７０４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、従来の半導体チップ１００は、金属細線で形成されたワイヤによりパッケージと接続しているので衝撃や振動などによる断線等のおそれがある。断線するとパッケージからの信号が従来の半導体チップ１００へ入力されなくなったり、従来の半導体チップ１００からの信号がパッケージへ出力されなくなったりして、正常に動作しない事態となる。従って、衝撃や振動などに対して強い半導体チップが望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、衝撃や振動などに対して強度を向上させることで高い信頼性が得られる半導体チップ、光電変換チップおよび半導体チップ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】
【０００６】
本発明は、集積回路や、または集積回路として光電変換回路が形成された半導体基板の側面に外部端子を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の製造方法は、ウエハ基板の所定の位置に、前記集積回路を形成し、前記ウエハ基板の分割箇所に貫通孔またはざぐり孔を形成し、前記貫通孔またはざぐり孔の内側面に金属薄膜を被着し、前記ウエハ基板を、前記分割箇所に基づいて切断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、プリント配線基板などに直接搭載して接続することで、製造工程においてワイヤボンド工程が省略でき、衝撃や振動に対してもワイヤで接続するより強度を向上させることができる。よって、製造コストを低減することができ、高い信頼性を得ることができる。また、ボンディングパッドを設ける必要がないので、ワイヤボンドエリア分ほど小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願の第１の発明は、半導体基板と、半導体基板に形成された集積回路と、半導体基板の側面に形成された外部端子とを備えたことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の半導体チップは、半導体基板の側面に外部端子が設けられているので、パッケージに収納せずに、プリント配線基板などに直接搭載して接続することができる。従って、信号線や電源の接続にワイヤボンディングする必要がないので、製造工程においてワイヤボンド工程が省略できる。よって、製造コストを低減することができる。また、半導体チップを、プリント配線基板などに直接搭載することで、衝撃や振動に対してもワイヤで接続するより強度が向上するので、高い信頼性を得ることができる。更に、ワイヤボンディングするためのボンディングパッドを上面に設ける必要がないので、半導体チップをワイヤボンドエリア分ほど小型化することが可能である。
【００１１】
本願の第２の発明は、第１の発明において、外部端子は、一部分、または全体が半円筒形状に形成されていることを特徴としたものである。
【００１２】
本願の第２の発明においては、外部端子の一部分、または全体を、半円筒形状に形成することで、半導体基板の側面に外部端子を形成するときに、半導体基板となるウエハ基板に貫通孔またはざぐり孔を形成し、ウエハ基板を分割するときに貫通孔またはざぐり孔を切断することで、容易に基板の側面に外部端子を形成することができる。
【００１３】
本願の第３の発明は、半導体基板と、半導体基板の上面に形成された光電変換回路と、半導体基板の側面に形成された外部端子とを備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の光電変換チップは、半導体基板の側面に外部端子が設けられているので、パッケージに収納せず、プリント配線基板などに直接搭載して接続することができる。従って、ワイヤボンディングする必要がないので、製造工程においてワイヤボンド工程が省略できることで、製造コストを低減することができる。また、プリント配線基板などに直接搭載することで、衝撃や振動に対してもワイヤで接続するより強度が向上するので、高い信頼性を得ることができる。また、外部端子を半導体基板の側面に設けているので、光電変換部を形成するための面積を広く確保することができる。更に、ワイヤボンディングするためのボンディングパッドを上面に設ける必要がないので、半導体チップをワイヤボンドエリア分ほど小型化することが可能である。
【００１５】
本願の第４の発明は、半導体基板に集積回路が形成された半導体チップの製造方法において、ウエハ基板の分割箇所に貫通孔またはざぐり孔を形成する穿孔工程と、ウエハ基板の所定の位置に、集積回路を形成する回路形成工程と、貫通孔またはざぐり孔の内側面に金属薄膜層を被着する電極形成工程と、ウエハ基板を、分割箇所に基づいて切断する分割工程とを含むことを特徴としたものである。
【００１６】
本発明の半導体チップの製造方法によれば、外部端子が半導体基板の側面に形成された半導体チップを容易に作製することができる。
【００１７】
本願の第５の発明は、第４の発明において、電極形成工程を行う際に、集積回路と金属薄膜層を接続する配線も同時に形成することを特徴としたものである。
【００１８】
本願の第５の発明においては、電極形成工程にて外部端子を形成する際に、集積回路と金属薄膜層を接続する配線も同時に形成することで、工程の短縮を図ることができる。
【００１９】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る半導体チップを、光電変換チップを例に、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光電変換チップを示す斜視図である。図２は、図１に示す光電変換チップの部分拡大図である。
【００２０】
図１に示すように光電変換チップ１は、平面視矩形状で、全体がブロック状に形成された受光素子である。光電変換チップ１は、半導体基板２の上面に、集積化された光電変換回路である受光部３および制御回路部４が形成され、半導体基板２の側面全体の所定間隔ごとに、外部端子５が設けられている。そして、光電変換チップ１は、底面を除く上面および側面全体が樹脂封止部６により覆われている。
【００２１】
この光電変換チップ１は、例えば、赤外線による光信号を受光部３で受光すると、制御回路部４にてデジタルデータに変換して出力するもので、光ディスク装置のフロントモニタとして使用されるものである。
【００２２】
図２に示すように光電変換チップ１は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓなどのｐ型半導体で形成された半導体基板２に、ｎ型半導体層Ｓ１、ｐ型半導体層Ｓ２およびｎ型半導体層Ｓ３を積層することで、受光部３または制御回路部４を構成する集積回路７が形成されている。そして、集積回路７は、他の集積回路７とＡｌまたはＣｕなどによる配線８により接続されている。光電変換チップ１は、上面全体を、酸化膜などによる保護膜（図示せず）が覆うことで保護されている。
【００２３】
また、配線８により集積回路７と外部端子５とを接続することで、外部から集積回路７への信号の入力、集積回路７から外部への信号の出力、または集積回路７への電源の供給を行っている。
【００２４】
外部端子５は、全体が半円筒形状に形成され、内側面に配線８と接続する金属薄膜層５ａが形成されている。この金属薄膜層５ａは、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｕなどにより形成されている。
【００２５】
以上のように構成された本実施の形態に係る光電変換チップ１の製造方法について、図３から図１０に基づいて説明する。図３は、ウエハ基板に貫通孔が設けられた状態を示す図である。図４は、外部端子となる貫通孔の金属薄膜層と配線とを示す拡大図である。図５は、ウエハ基板を切断するダイシングラインを示す平面図である。図６は、樹脂層が形成されたウエハ基板を示す平面図である。図７は、光電変換チップとプリント配線基板とをバンプにより接続した状態を示す正面図である。図８は、光電変換チップとプリント配線基板とを導電性ペーストにより接続した状態を示す正面図である。図９は、樹脂封止部が省略された光電変換チップとプリント配線基板とを導電性ペーストにより接続した状態を示す正面図である。図１０は、外部端子をざぐり孔により形成した状態を示す拡大図である。
【００２６】
図３に示すように、ウエハ基板１０に、貫通孔１１をダイシングラインＬ１に沿って形成する穿孔工程を行う。次に、ウエハ基板１０の所定の位置に受光部３および制御回路部４（図１参照）を形成する回路形成工程を行う。
【００２７】
ウエハ基板１０に形成された貫通孔１１の内側面に、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｕを被着させることで金属薄膜層５ａを形成する電極形成工程を行う。金属薄膜層５ａを、配線８と同じ材質のＡｌまたはＣｕで形成する場合には、図４に示すように、配線８を形成する際に、同じ工程にて貫通孔１１内に金属薄膜層５ａを被着する。つまり、配線８を形成する回路形成工程の中で、電極形成工程を行うことで、配線８と金属薄膜層５ａとを同時に形成することができるので、工程の短縮を図ることができる。
【００２８】
回路形成工程と電極形成工程とを別々に行う場合には、ウエハ基板１０に予め貫通孔１１を形成する穿孔工程を行う前に、受光部３および制御回路部４を形成する回路形成工程を行うようにしてもよい。
【００２９】
次に、ウエハ基板１０の裏面側（受光部３および制御回路部４が形成された面とは反対側となる面）を下にしてダイシング用の粘着シートに貼り付ける。そして、図５に示すように、ダイサーによりダイシングラインＬ１に沿ってウエハ基板１０を縦方向および横方向に切断して分割することで、個片となった半導体基板２の側面に半円筒形状の外部端子５が形成される共に、半導体基板２の周囲に、粘着シートを底面とし、それぞれの半導体基板２の側面を壁面とした溝１２が形成される（分割工程）。
【００３０】
図６に示すように、分割されたウエハ基板１０（半導体基板２）全体を樹脂で覆い硬化させることで、樹脂封止部６となる樹脂層１３を形成する。分割されたウエハ基板１０に樹脂を塗布する場合には、スピンコート法、スクリーン印刷法や、ポッティング法などで行うことができる。
【００３１】
そして、溝１２に沿ったダイシングラインＬ２を、ウエハ基板１０を切断したときより幅細く切断することで、樹脂層１３が切断されて樹脂封止部６となった光電変換チップ１（図１参照）が得られる。
【００３２】
ガラスエポキシ樹脂などの絶縁基板に、配線が金属薄膜で形成されたプリント配線基板１４（図７参照）に、光電変換チップ１をフリップチップボンディングで搭載する場合には、プリント配線基板１４に設けられた接続端子１４ａに光電変換チップ１の外部端子５の位置を合わせる共にバンプ１５を介して載置し接続する。
【００３３】
また、図８に示すように、プリント配線基板１４に光電変換チップ１を、導電性ペースト１６を介在させて搭載する場合には、プリント配線基板１４に設けられた接続端子１４ａに導電性ペースト１６を塗布し、光電変換チップ１の外部端子５の位置を合わせ、光電変換チップ１を上面から加圧すると共に加熱して、導電性ペースト１６を硬化させて接続する。
【００３４】
このように、光電変換チップ１は、半導体基板２の側面に外部端子５が設けられているので、パッケージに収納せずに、プリント配線基板１４などに直接搭載して接続することができる。従って、信号線や電源の接続にワイヤボンディングする必要がないので、製造工程においてワイヤボンド工程が省略できる。よって、製造コストを低減することができる。また、プリント配線基板１４などに光電変換チップ１を直接搭載することで、衝撃や振動に対してもワイヤで接続するより強度が向上するので、高い信頼性を得ることができる。また、従来の半導体チップ１００（図１１参照）のように、上面にボンディングパット１０４を設ける必要がないので、光電変換チップ１は、ワイヤボンドエリアの代わりに、光電変換部である受光部３を形成するための面積を広く確保したり、ワイヤボンドエリア分ほど小型化したりすることが可能である。
【００３５】
なお、本実施の形態では、光電変換チップ１として、半導体基板２に樹脂封止部６を設けているが、図９に示すように、樹脂封止部６を省略した光電変換チップ１ｘとすることも可能である。その場合には、プリント配線基板１４の接続端子に銀ペーストなどの導電性ペースト１７を塗布し、接続端子１４ａに光電変換チップ１ｘの外部端子５の位置を合わせて載置し、導電性ペースト１７を加熱することで、光電変換チップ１ｘと搭載基板としたプリント配線基板１４とを導通接続することができる。
【００３６】
また、本実施の形態では、外部端子５を、貫通孔１１をダイシングで半分に切断することで、図４に示すような外部端子５全体が半円筒形状となっているが、図１０に示すような有底の孔であるざぐり孔１８をダイシングして一部を半円筒形状とすることも可能である。外部端子５ｘをざぐり孔１８から形成しても、導電性ペーストが外部端子５ｘの内側面に設けられた金属薄膜層５ｘａに付着する程度に塗布されていれば、接続端子を外部端子５ｘに導通接続することが可能である。
【００３７】
また、本実施の形態では、半導体チップとして受光部３を有する光電変換チップ１を例に説明したが、発光部を有する光電変換チップや、集積回路として演算回路が形成された半導体チップとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、衝撃や振動になどに対して強度を向上させることで高い信頼性が得られると共に、チップを小型化できるので、半導体基板に、集積回路と外部を接続するための外部端子とが形成された半導体チップ、光電変換チップおよび半導体チップの製造方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る光電変換チップを示す斜視図
【図２】図１に示す光電変換チップの部分拡大図
【図３】ウエハ基板に貫通孔が設けられた状態を示す図
【図４】外部端子となる貫通孔の金属薄膜層と配線とを示す拡大図
【図５】ウエハ基板を切断するダイシングラインを示す平面図
【図６】樹脂層が形成されたウエハ基板を示す平面図
【図７】光電変換チップとプリント配線基板とをバンプにより接続した状態を示す正面図
【図８】光電変換チップとプリント配線基板とを導電性ペーストにより接続した状態を示す正面図
【図９】樹脂封止部が省略された光電変換チップとプリント配線基板とを導電性ペーストにより接続した状態を示す正面図
【図１０】外部端子をざぐり孔により形成した状態を示す拡大図
【図１１】従来の半導体チップを示す部分拡大図
【符号の説明】
【００４０】
１，１ｘ  光電変換チップ
２  半導体基板
３  受光部
４  制御回路部
５，５ｘ  外部端子
５ａ，５ｘａ  金属薄膜層
６  樹脂封止部
７  集積回路
８  配線
１０  ウエハ基板
１１  貫通孔
１２  溝
１３  樹脂層
１４  プリント配線基板
１５  バンプ
１６  導電性ペースト
１７  導電性ペースト
１８  ざぐり孔
Ｓ１，Ｓ３  ｎ型半導体層
Ｓ２  ｐ型半導体層
【図１】
2009194132.tif 000003
【図２】
2009194132.tif 000004
【図３】
2009194132.tif 000005
【図４】
2009194132.tif 000006
【図５】
2009194132.tif 000007
【図６】
2009194132.tif 000008
【図７】
2009194132.tif 000009
【図８】
2009194132.tif 000010
【図９】
2009194132.tif 000011
【図１０】
2009194132.tif 000012
【図１１】
2009194132.tif 000013