JP2000294674A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機基材を用いるという伝統的な発想を捨象
し、全く新たな観点から問題の解決を図るべく、寸法安
定性や部品接続の信頼性に優れ、高放熱性、高密度配線
等が実現可能であり、電子デバイス機能部を内包・内蔵
し得る画期的な合理的・経済的な半導体装置及びその製
造方法を提供する。
【解決手段】 一方面側から他方面側に貫通する導体部
5 を有する複数のシリコン基板3 と、これらのシリコン
基板3 の間に介装され、一方面側から他方面側に貫通す
る導体部13を有する接続体9 、とを一体化して成るシリ
コン多層基板から成り、シリコン基板3 の導体部5 と、
これとは別のシリコン基板3 の導体部5 とは、接続体の
導体部13を介して電気的に連結される。シリコン基板3
には、電子デバイス機能部が形成され得る。接続体9
は、薄層状の樹脂基材フィルム、或いはガラス基材から
構成できる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To overcome the traditional idea of using an organic base material, to solve problems from a completely new perspective, to have excellent dimensional stability and reliability of component connection, and to have high heat dissipation. In addition, the present invention provides an epoch-making rational and economical semiconductor device capable of realizing high-density wiring and the like and including and incorporating an electronic device function part, and a method of manufacturing the same. A conductor penetrating from one side to the other side.
5, a connecting body 9 interposed between these silicon substrates 3 and having a conductor portion 13 penetrating from one surface side to the other surface side. And a conductor 5 of the silicon substrate 3 and
A conductor 5 of another silicon substrate 3 is electrically connected to the conductor 5 via a conductor 13 of the connection body. Silicon substrate 3
, An electronic device function unit may be formed. Connection 9
Can be composed of a thin resin base film or a glass base.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関する。The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】部品実装用の基板として、従来は、有機
基材が用いられ、その表面には回路パターンが形成さ
れ、多種の部品が実装される。しかしながら、従来のこ
の種の基板は次のような問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, an organic substrate is used as a substrate for mounting components, a circuit pattern is formed on the surface thereof, and various types of components are mounted. However, this type of conventional substrate has the following problems.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】有機基材を用いた高密
度配線では、寸法変化や作動の不安定さがあるが故に、
高密度化にも限界があり、また、部品要素間の熱膨張差
に起因する接続不良や信頼性低下、寿命等の面で解決さ
れるべき課題が多々ある。そこで、本発明においては、
有機基材を用いるという伝統的な発想を捨象し、全く新
たな観点から問題の解決を図るべく、寸法安定性が大で
あり、部品接続の信頼性に優れ、高放熱性、高密度配線
等が実現可能であり、様々の機能部ないし機能素子(電
子デバイス機能部)を内包・内蔵し得る非常に画期的で
かつ合理的・経済的な半導体装置及びその製造方法を提
供することをその課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION High-density wiring using an organic base material has dimensional changes and instability in operation.
There is a limit in increasing the density, and there are many problems to be solved in terms of poor connection, reduced reliability, and long life due to differences in thermal expansion between component elements. Therefore, in the present invention,
In order to solve the problem from a completely new point of view, neglecting the traditional idea of using an organic base material, it has high dimensional stability, excellent component connection reliability, high heat dissipation, high density wiring, etc. It is an object of the present invention to provide a very innovative, rational, and economical semiconductor device capable of including and incorporating various functional units or functional elements (electronic device functional units) and a method of manufacturing the same. Make it an issue.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る半導体装置は、一方面側から他方面側に
貫通する導体部を有する複数のシリコン基板と、これら
のシリコン基板の間に介装され、一方面側から他方面側
に貫通する導体部を有する接続体、とを一体化して成る
シリコン多層基板から成り、シリコン基板の導体部と、
これとは別のシリコン基板の導体部とは、接続体の導体
部を介して電気的に連結されていることを構成上の特徴
とする。In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to the present invention comprises a plurality of silicon substrates having a conductor penetrating from one surface side to the other surface, and a plurality of silicon substrates interposed between these silicon substrates. And a connector having a conductor portion penetrating from one surface side to the other surface side, and a conductor portion of the silicon substrate,
The configuration is characterized in that it is electrically connected to the conductor of another silicon substrate via the conductor of the connection body.
【0005】好ましくは、少なくとも1つのシリコン基
板には、電子デバイス機能部が形成されている。好まし
くは、接続体は、薄層状の樹脂基材から成る。好ましく
は、接続体は、薄層状のガラス基材から成る。本発明に
係る半導体装置の製造方法は、シリコン基板に、一方面
側から他方面側に貫通する導体部を形成するステップ
と、接続体に、一方面側から他方面側に貫通する導体部
を形成するステップと、シリコン基板の間に接続体を介
装し、1のシリコン基板の導体部とこれとは別のシリコ
ン基板の導体部とが接続体の導体部を介して電気的に連
結されるよう、シリコン基板及び接続体を一体化するス
テップ、とを含むことを構成上の特徴とする。[0005] Preferably, an electronic device function section is formed on at least one silicon substrate. Preferably, the connection body is made of a thin resin base material. Preferably, the connection body is made of a thin-layer glass substrate. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a conductor portion penetrating from one surface side to the other surface side on a silicon substrate; and a step of forming a conductor portion penetrating from one surface side to the other surface side on the connection body. Forming, a connecting body is interposed between the silicon substrates, and the conductor of one silicon substrate and the conductor of another silicon substrate are electrically connected via the conductor of the connecting body. Integrating the silicon substrate and the connection body so as to integrate the silicon substrate and the connection body.
【0006】好ましくは、シリコン基板に導体部を形成
するステップは、シリコン基板に貫通孔を形成し、該貫
通孔に導体部材を充填すること含む。好ましくは、接続
体に導体部を形成するステップは、薄層状の樹脂基材に
貫通孔を形成し、該貫通孔に導体部材を充填することを
含む。好ましくは、接続体に導体部を形成するステップ
は、薄層状のガラス基材に貫通孔を形成し、該貫通孔に
導体部材を充填することを含む。好ましくは、シリコン
基板に、電子デバイス機能部を形成するステップを含
む。Preferably, the step of forming the conductor portion in the silicon substrate includes forming a through hole in the silicon substrate and filling the through hole with a conductor member. Preferably, the step of forming the conductor portion in the connection body includes forming a through hole in the thin resin base material and filling the through hole with a conductor member. Preferably, the step of forming the conductor portion in the connection body includes forming a through-hole in the thin glass substrate and filling the through-hole with a conductor member. Preferably, the method includes a step of forming an electronic device function unit on the silicon substrate.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施態様のシ
リコン多層基板の断面側面図であり、該基板上には、所
定電子部品Cが実装されている。本実施態様に係る基板
1は、導体部(導体部材が充填されたビア(via ))が
貫通形成されたシリコン基板3を複数枚(図示例では3
枚)、間に薄層状の接続体(接着剤層)9を介して積層
形成し一体化して成る多層基板である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional side view of a silicon multilayer substrate according to one embodiment of the present invention, on which a predetermined electronic component C is mounted. The substrate 1 according to the present embodiment includes a plurality of silicon substrates 3 (3 in the illustrated example) in which conductor portions (vias filled with conductor members) are formed.
This is a multi-layer substrate formed by laminating and integrating with a thin-layered connector (adhesive layer) 9 therebetween.
【0008】図示基板の製造工程の実際につき、代表的
な工程を抽出して描いた図2〜9を参照して詳説する。 (1) 先ず、所定形状・寸法(例えば、厚さ約0.5m
m、直径約200mm)のシリコン(Si)基板3を用意
する(図2)。 (2) 次いで、例えば、放電加工(或いはイオンミリング
法、レーザー法など)により、シリコン基板3に所望形
状・寸法(例えば、直径約0.2mm)の貫通孔3aを
複数個形成し、ウェットO2 気流中(例えば、約110
0℃)で酸化処理を行い、シリコン基板3の表面および
貫通孔の内壁に絶縁層を形成する(図3)。The actual process of manufacturing the illustrated substrate will be described in detail with reference to FIGS. (1) First, a predetermined shape and dimensions (for example, a thickness of about 0.5 m
A silicon (Si) substrate 3 having a diameter of about 200 mm and a diameter of about 200 mm is prepared (FIG. 2). (2) Next, a plurality of through holes 3a having a desired shape and dimensions (for example, a diameter of about 0.2 mm) are formed in the silicon substrate 3 by, for example, electric discharge machining (or an ion milling method, a laser method, or the like). In two streams (for example, about 110
An oxidation treatment is performed at 0 ° C.) to form an insulating layer on the surface of the silicon substrate 3 and on the inner wall of the through hole (FIG. 3).
【0009】なお、シリコン基板3への絶縁層の形成方
法としては、次の2つの方法がある。すなわち、 (a)貫通孔3aを形成したシリコン基板3を酸化処理
し、シリコン基板3の表面と貫通孔3aの内壁にSiO
2 層を形成する方法。 (b)貫通孔3aを形成したシリコン基板3の表面と貫通
孔3aの内壁に、絶縁性樹脂を塗布またはスパッタによ
り絶縁性樹脂層を形成する方法、である。Incidentally, there are the following two methods for forming the insulating layer on the silicon substrate 3. (A) The silicon substrate 3 on which the through hole 3a is formed is oxidized, and SiO
A method of forming two layers. (b) A method in which an insulating resin layer is formed on the surface of the silicon substrate 3 on which the through-hole 3a is formed and on the inner wall of the through-hole 3a by coating or sputtering.
【0010】(3) 次いで、シリコン基板3の貫通孔3a
に銅粉ペーストを充填し、ドライ窒素(N2 )中(例え
ば、約1100℃)で加熱処理を行い、導体部5(すな
わち銅粉充填済み貫通孔3a)を完成させる。その後、
基板両面の研磨処理を行う(図4)。尚、シリコン基板
3のシリコン部分と導体部5との間には絶縁層(図示せ
ず)が設けられる。該絶縁層の構成材料としては、シリ
コンオキサイド、ポリイミド、ベンゾシクロブテン(B
CB)のいずれかを採用できる。該絶縁層は、少なくと
も貫通孔内壁に設ける態様と、貫通孔内壁及び基板表面
に設ける態様とが考えられ、前者の態様の場合は、絶縁
層形成後に導体部を完成させ、その後、表面研磨を行う
ことになる。(3) Next, the through hole 3a of the silicon substrate 3
Is filled with a copper powder paste, and a heat treatment is performed in dry nitrogen (N 2 ) (for example, about 1100 ° C.) to complete the conductor portion 5 (that is, the through hole 3a filled with the copper powder). afterwards,
Polishing treatment is performed on both surfaces of the substrate (FIG. 4). Note that an insulating layer (not shown) is provided between the silicon portion of the silicon substrate 3 and the conductor portion 5. Silicon oxide, polyimide, benzocyclobutene (B
CB) can be adopted. The insulating layer may be provided at least on the inner wall of the through hole, or provided on the inner wall of the through hole and the surface of the substrate.In the former case, the conductor is completed after the formation of the insulating layer, and then the surface is polished. Will do.
【0011】(4) 次いで、シリコン基板3の両面に所望
の回路パターン7を形成する(図5)。この回路パター
ン7は、Al,Cr/Cu,TiW/Cu等のスパッタ
により金属層を形成した後、エッチングを行って形成し
ても良い。回路パターン7と導体部5とは適宜接続され
る。尚、基板片面のみに回路パターンを形成する態様も
あり得ることは言うまでもない。また、貫通孔形成後
に、BCB系樹脂によりシリコン基板の表面と貫通孔内
壁に絶縁層を形成し、次いで、銅等の無電解めっき及び
電解めっきにより導体部と平面導体層(回路パターン)
を形成する方法も採用し得る。(4) Next, desired circuit patterns 7 are formed on both surfaces of the silicon substrate 3 (FIG. 5). The circuit pattern 7 may be formed by forming a metal layer by sputtering of Al, Cr / Cu, TiW / Cu or the like, and then performing etching. The circuit pattern 7 and the conductor portion 5 are appropriately connected. It goes without saying that a circuit pattern may be formed only on one side of the substrate. After the formation of the through-hole, an insulating layer is formed on the surface of the silicon substrate and the inner wall of the through-hole with a BCB-based resin, and then the conductor and the plane conductor layer (circuit pattern) are formed by electroless plating of copper or the like and electrolytic plating.
Can also be adopted.
【0012】なお、メモリ素子等(図示せず)の形成さ
れたシリコン基板を使用する場合は、次のような形成方
法とする。すなわち、導体部5が形成されたシリコン基
板(ウエハ)にメモリ素子を形成するのであるが、この
場合、回路パターン7はメモリ素子形成時に同時にウエ
ハプロセスで形成し、導体部と導通をとる。 (5) 次いで、次の構成を有するフィルム(薄層状の接続
体)9を用意する。すなわち、銅箔(圧延銅箔もしくは
電解銅箔)11を一方面に具えたポリイミド系(例え
ば、ポリオレフィン)熱可塑性接着剤フィルム(シー
ト)9の他方面(接着剤面)にレーザ加工(好適にはC
O2 、エキシマ等)によって所望形状・寸法の孔(ビ
ア)9aを複数個形成する。この際、前記銅箔11が底
面に露出するように孔9aを形成する。そして、前記銅
箔11を電極にして、電解メッキ法により、低融点金
属、例えば、融点360°C以下の金属(例えば、錫鉛
共晶合金( 半田) )で該孔9aを充填して導体部13を
形成して成るフィルム9を用意する(図6)。尚、この
フィルム(接続体)9を構成する材料として、上記可撓
性樹脂フィルムに代えて、ガラスを用いることができ
る。その場合、導体部に対応し得るように軟化点500
°C以下、熱膨張係数が2×10-6〜5×10-6である
ガラスが望ましい。When using a silicon substrate on which a memory element or the like (not shown) is formed, the following forming method is used. That is, a memory element is formed on a silicon substrate (wafer) on which the conductor section 5 is formed. In this case, the circuit pattern 7 is formed simultaneously with the formation of the memory element by a wafer process, and conducts with the conductor section. (5) Next, a film (thin layered connection body) 9 having the following configuration is prepared. That is, the other surface (adhesive surface) of a polyimide-based (for example, polyolefin) thermoplastic adhesive film (sheet) 9 having a copper foil (rolled copper foil or electrolytic copper foil) 11 on one surface is laser-processed (preferably). Is C
A plurality of holes (vias) 9a having a desired shape and dimensions are formed by O 2 , excimer, etc.). At this time, a hole 9a is formed so that the copper foil 11 is exposed at the bottom. Using the copper foil 11 as an electrode, the hole 9a is filled with a low melting point metal, for example, a metal having a melting point of 360 ° C. or less (for example, a tin-lead eutectic alloy (solder)) by electroplating to form a conductor. The film 9 formed with the portion 13 is prepared (FIG. 6). In addition, as a material of the film (connecting body) 9, glass can be used instead of the flexible resin film. In this case, the softening point is set to 500 so as to correspond to the conductor.
Glass having a coefficient of thermal expansion of 2 × 10 −6 to 5 × 10 −6 at or below ° C is desirable.
【0013】(6) 次いで、前記フィルム(接続体)9
を、その銅箔(層)11が外側に向くようにして(換言
すると、前記シリコン基板3に対面しないようにし
て)、シリコン基板3の対応面に対して位置合わせした
後、加熱接着する(図7)。この際、銅箔11にアライ
メントマークを形成しておくことで位置合わせ(接着)
の精度を高められる。(6) Next, the film (connector) 9
Is positioned so that the copper foil (layer) 11 faces outward (in other words, does not face the silicon substrate 3), and is bonded to the corresponding surface of the silicon substrate 3 by heating. (FIG. 7). At this time, alignment (adhesion) is performed by forming an alignment mark on the copper foil 11.
Accuracy can be improved.
【0014】(7) 次いで、上下両面の銅箔層11を除去
(例えば、エッチング法により)して、ビア端面を露出
させる。その際、図2〜図5を用いて説明した一連の工
程により形成した、回路パターン7を両面に具えた基板
(3:3)を別途用意する(図8)。 (8) そして、これらの基板(3:9, 3, 9:3)を重
ね合わせて接着することにより、多層基板が出来上がる
(図9)。同じようにして、所望の層数の多層基板を形
成することができる。(7) Next, the copper foil layers 11 on the upper and lower surfaces are removed (for example, by an etching method) to expose the via end surfaces. At this time, a substrate (3: 3) having a circuit pattern 7 on both sides, which is formed by a series of steps described with reference to FIGS. 2 to 5, is separately prepared (FIG. 8). (8) Then, these substrates (3: 9, 3, 9: 3) are overlapped and bonded to complete a multilayer substrate (FIG. 9). Similarly, a multilayer substrate having a desired number of layers can be formed.
【0015】以上のように、本実施態様のシリコン多層
基板1は、導体部5(例えば、銅やアルミ等の導体部材
が充填されたビア(via ))が貫通形成されたシリコン
基板3を、間にフィルム(接続体)9を介して積層形成
し一体化して成る多層基板であるために、非常に高密度
な配線構造を実現できる。また、シリコン基板単体の肉
厚を非常に薄く、例えば、50〜100μm程度に薄化
できるので、全体として非常に小型・高密度である(シ
リコン多層基板)半導体装置の形成が可能である。As described above, the silicon multi-layer substrate 1 of the present embodiment comprises a silicon substrate 3 in which a conductor portion 5 (for example, a via filled with a conductor member such as copper or aluminum) is formed through. Since the multi-layer substrate is formed by laminating and integrating with a film (connector) 9 interposed therebetween, a very high-density wiring structure can be realized. Further, since the thickness of the silicon substrate alone can be made extremely thin, for example, about 50 to 100 μm, a very small and high-density (silicon multilayer substrate) semiconductor device as a whole can be formed.
【0016】更に、シリコン基板の基部を構成する材料
であるシリコン自体が高熱伝導率なので、基板として低
熱抵抗化(高放熱性)できるという利点がある。ところ
で、内側に位置するシリコン基板(層)に関して、該基
板の中及び/又は表面に、電子デバイス機能部(図示せ
ず)を形成することができる。具体的には、キャパシタ
ー、レジスター、インダクターなどの1以上の素子を形
成することができ、或いは、メモリー系機能素子やロジ
ック系機能素子などを形成することができる。Further, since silicon itself, which is a material forming the base of the silicon substrate, has a high thermal conductivity, there is an advantage that the substrate can have low thermal resistance (high heat dissipation). Incidentally, with respect to the silicon substrate (layer) located inside, an electronic device function section (not shown) can be formed in and / or on the surface of the substrate. Specifically, one or more elements such as a capacitor, a resistor, and an inductor can be formed, or a memory functional element or a logic functional element can be formed.
【0017】図10はシリコン基板にキャパシタを設け
た実施形態を示す断面図である。まず、図2〜図5に示
した方法と同様の方法によって、シリコン基板3に複数
個の貫通孔3aを形成した後、これらの複数の貫通孔3
aに銅粉ペーストを充填及び加熱処理して導体部5を形
成し、シリコン基板3の上下両面を研磨した後、これら
のシリコン基板3の上下両面に適宜な形状の回路パター
ン7を形成する。回路パターン7の一部は導体部5と導
通をとっている。FIG. 10 is a sectional view showing an embodiment in which a capacitor is provided on a silicon substrate. First, a plurality of through holes 3a are formed in the silicon substrate 3 by a method similar to the method shown in FIGS.
a is filled with a copper powder paste and heat-treated to form a conductor portion 5. After polishing both upper and lower surfaces of the silicon substrate 3, a circuit pattern 7 having an appropriate shape is formed on both upper and lower surfaces of the silicon substrate 3. A part of the circuit pattern 7 is electrically connected to the conductor 5.
【0018】次に、シリコン基板3の上面の回路パター
ン7上に、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛等の高
誘電率のチタン酸塩、又はペロブスカイトをスパッタす
ることにより、高誘電体15を形成し、キャパシタ2
0、21を形成する。この場合において、回路パターン
7は前述の同様にAl,TiW,Cr−Cu等をスパッ
タすることにより形成されるが、これらの例において
は、それぞれのキャパシタ20、21の下部電極を形成
することとなる。Next, a high dielectric constant 15 is formed on the circuit pattern 7 on the upper surface of the silicon substrate 3 by sputtering a high dielectric constant titanate such as strontium titanate or lead titanate, or perovskite. , Capacitor 2
0 and 21 are formed. In this case, the circuit pattern 7 is formed by sputtering Al, TiW, Cr—Cu or the like as described above. In these examples, the lower electrodes of the capacitors 20 and 21 are formed. Become.
【0019】なお、キャパシタ20の上面には上部電極
17をAl,TiW,Cr−Cu等によりスパッタにて
形成し、この上部電極17の一端が導体部5に接続する
ようにして、この上部電極17と他の導体部に接続され
た下部電極(回路パターン)7との間でキャパシタ20
の上下両電極とする。一方、キャパシタ21の上面にも
上部電極21を同様にAl,TiW,Cr−Cu等をス
パッタすることにより形成するが、この上部電極21は
導体部5とは接続させず、後の工程における、積層され
る上層、即ち樹脂フィルム9の下面に形成した回路パタ
ーン(図示せず)と接続させるようにする。An upper electrode 17 is formed on the upper surface of the capacitor 20 by sputtering of Al, TiW, Cr-Cu or the like, and one end of the upper electrode 17 is connected to the conductor 5 so that the upper electrode 17 17 and a lower electrode (circuit pattern) 7 connected to another conductor portion.
Above and below. On the other hand, the upper electrode 21 is also formed on the upper surface of the capacitor 21 by sputtering Al, TiW, Cr—Cu, or the like, but this upper electrode 21 is not connected to the conductor portion 5 and An upper layer to be laminated, that is, a circuit pattern (not shown) formed on the lower surface of the resin film 9 is connected.
【0020】いずれの場合においても、積層後は内部に
キャパシタが設けられている点を除き図9に示したもの
と同様の積層体となる。図11〜図13はフィルム部分
にメモリ等の半導体チップを内蔵した実施形態であっ
て、図11は積層前の状態、図12は積層後の状態、図
13は更にその積層体の上下両面にシリコン基板(キャ
パシタを含む)を積層した状態をそれぞれ示す断面図で
ある。In any case, after lamination, the laminated body is the same as that shown in FIG. 9 except that a capacitor is provided inside. 11 to 13 show an embodiment in which a semiconductor chip such as a memory is built in a film portion. FIG. 11 shows a state before lamination, FIG. 12 shows a state after lamination, and FIG. It is sectional drawing which shows the state which laminated | stacked the silicon substrate (including the capacitor), respectively.
【0021】この実施形態では、まず、上下の2つの樹
脂フィルム9の間にメモリ等の半導体チップ23を搭載
し、2つの樹脂フィルム9間に積層し、内蔵する。この
ように2つの樹脂フィルム9の間に内蔵させる場合は、
薄い半導体チップとする。そして、図13に示すよう
に、この積層体の上面には、図5に示すようなシリコン
基板を(図の例では、2層)積層し、下面には、シリコ
ン基板3、フィルム9を介して、図10で説明したよう
な、キャパシタ20、21を搭載したシリコン基板3を
積層する。In this embodiment, first, a semiconductor chip 23 such as a memory is mounted between the upper and lower resin films 9, stacked between the two resin films 9, and incorporated. In the case where the film is built between the two resin films 9 as described above,
A thin semiconductor chip is used. Then, as shown in FIG. 13, a silicon substrate as shown in FIG. 5 (two layers in the example shown) is laminated on the upper surface of the laminate, and the silicon substrate 3 and the film 9 are disposed on the lower surface. Then, the silicon substrate 3 on which the capacitors 20 and 21 are mounted as described with reference to FIG.
【0022】このようにシリコン多層基板の内部に電子
デバイス機能部(素子)を内蔵させるような高密度機能
構造から成る態様も考えられることから、本願明細書で
は、これを単にシリコン多層基板と呼ぶ代わりに、より
正確と考えられる『半導体装置』という用語を使用して
いる。このような高密度機能構造の場合、基本的にいわ
ゆるシリコン・オン・シリコンという構造から形成され
ていることから、熱膨張係数の差が問題とならず、従っ
て、半導体装置全体として熱的な不都合が起きない乃至
起きにくい(高信頼性)という優れた作用効果を享受で
きる。As described above, a mode having a high-density function structure in which an electronic device function section (element) is built in the silicon multilayer substrate is also conceivable. In this specification, this is simply referred to as a silicon multilayer substrate. Instead, the term "semiconductor device", which is considered more accurate, is used. In the case of such a high-density functional structure, since it is basically formed from a so-called silicon-on-silicon structure, the difference in the coefficient of thermal expansion does not matter, and therefore, the semiconductor device as a whole has a thermal disadvantage. It is possible to enjoy an excellent effect that no or little (high reliability) occurs.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、寸
法安定性や部品接続の信頼性に非常に優れ、高放熱性、
高密度配線等が実現可能であり、様々の機能部ないし機
能素子(電子デバイス機能部)を内包・内蔵し得る画期
的で合理的・経済的な半導体装置及びその製造方法を提
供できる。As described above, according to the present invention, dimensional stability and reliability of component connection are extremely excellent,
It is possible to provide an innovative, rational, and economical semiconductor device capable of realizing high-density wiring and the like and including and incorporating various functional units or functional elements (electronic device functional units), and a method of manufacturing the same.
【図1】本発明の一実施態様のシリコン多層基板の断面
側面図である。FIG. 1 is a sectional side view of a silicon multilayer substrate according to an embodiment of the present invention.
【図2】シリコン基板単体を示す断面側面図である。FIG. 2 is a sectional side view showing a silicon substrate alone.
【図3】貫通孔を形成したシリコン基板の断面側面図で
ある。FIG. 3 is a cross-sectional side view of a silicon substrate having a through hole formed therein.
【図4】貫通孔に銅粉を充填したシリコン基板の断面側
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional side view of a silicon substrate having a through hole filled with copper powder.
【図5】回路パターンを形成したシリコン基板の断面側
面図である。FIG. 5 is a sectional side view of a silicon substrate on which a circuit pattern is formed.
【図6】接続体フィルム及びシリコン基板を示す断面側
面図である。FIG. 6 is a cross-sectional side view showing a connector film and a silicon substrate.
【図7】接続体フィルム及びシリコン基板の接着状態を
示す断面側面図である。FIG. 7 is a cross-sectional side view showing a bonding state between a connection body film and a silicon substrate.
【図8】図7のシリコン基板に対して別のシリコン基板
を上下に配置した状態を示す断面側面図である。8 is a cross-sectional side view showing a state in which another silicon substrate is arranged vertically with respect to the silicon substrate of FIG.
【図9】出来上がったシリコン多層基板の断面側面図で
ある。FIG. 9 is a cross-sectional side view of the completed silicon multilayer substrate.
【図10】シリコン基板にキャパシタを設けた実施形態
を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing an embodiment in which a capacitor is provided on a silicon substrate.
【図11】フィルム部分にメモリ等の半導体チップを内
蔵する実施形態で、積層前の状態を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a state before lamination in an embodiment in which a semiconductor chip such as a memory is built in a film portion.
【図12】フィルム部分にメモリ等の半導体チップを内
蔵した実施形態で、積層後の状態を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state after lamination in an embodiment in which a semiconductor chip such as a memory is built in a film portion.
【図13】図12に示した積層体の上下両面に更にシリ
コン基板を積層した状態を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which a silicon substrate is further laminated on both upper and lower surfaces of the laminate shown in FIG.
1…シリコン多層基板 3…シリコン基板 3a…貫通孔 5、13…導体部 7…回路パターン 9…(接続体)フィルム 9a…孔 11…銅箔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon multilayer substrate 3 ... Silicon substrate 3a ... Through-hole 5, 13 ... Conductor part 7 ... Circuit pattern 9 ... (connecting body) film 9a ... Hole 11 ... Copper foil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E346 AA12 AA15 AA35 AA43 BB01 BB20 CC16 CC18 DD03 DD05 DD07 EE01 EE06 EE08 FF06 FF14 FF18 FF35 FF36 FF45 GG15 GG19 GG28 HH17 HH25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5E346 AA12 AA15 AA35 AA43 BB01 BB20 CC16 CC18 DD03 DD05 DD07 EE01 EE06 EE08 FF06 FF14 FF18 FF35 FF36 FF45 GG15 GG19 GG28 HH17 HH25
Claims (9)
を有する複数のシリコン基板と、これらのシリコン基板
の間に介装され、一方面側から他方面側に貫通する導体
部を有する接続体、とを一体化して成るシリコン多層基
板から成り、 シリコン基板の導体部と、これとは別のシリコン基板の
導体部とは、接続体の導体部を介して電気的に連結され
ていることを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device comprising: a plurality of silicon substrates having a conductor portion penetrating from one surface side to the other surface side; and a conductor portion interposed between the silicon substrates and penetrating from one surface side to the other surface side. A conductor portion of the silicon substrate and a conductor portion of another silicon substrate, which are integrated with each other, are electrically connected via the conductor portion of the connection body. A semiconductor device, comprising:
子デバイス機能部が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。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an electronic device function unit is formed on at least one silicon substrate.
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the connection body is formed of a thin resin substrate.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the connection body is made of a thin glass substrate.
に貫通する導体部を形成するステップと、 接続体に、一方面側から他方面側に貫通する導体部を形
成するステップと、 シリコン基板の間に接続体を介装し、1のシリコン基板
の導体部とこれとは別のシリコン基板の導体部とが接続
体の導体部を介して電気的に連結されるよう、シリコン
基板及び接続体を一体化するステップ、とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。5. A step of forming a conductor portion penetrating from one surface side to the other surface side on a silicon substrate; a step of forming a conductor portion penetrating from one surface side to the other surface side on a connection body; A connecting body is interposed between the substrates, and a silicon substrate and a conductive part of another silicon substrate are electrically connected to each other through a conductive part of the connecting body. And a step of integrating a connection body.
プは、シリコン基板に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体
部材を充填すること含むことを特徴とする請求項5記載
の製造方法。6. The manufacturing method according to claim 5, wherein the step of forming the conductor portion on the silicon substrate includes forming a through hole in the silicon substrate and filling the through hole with a conductor member.
薄層状の樹脂基材に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体部
材を充填することを含むことを特徴とする請求項5記載
の製造方法。7. The step of forming a conductor portion on the connection body,
6. The method according to claim 5, further comprising: forming a through hole in the thin resin base material and filling the through hole with a conductor member.
薄層状のガラス基材に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体
部材を充填することを含むことを特徴とする請求項5記
載の製造方法。8. The step of forming a conductor portion on the connection body,
6. The method according to claim 5, further comprising: forming a through hole in the thin glass substrate, and filling the through hole with a conductive member.
形成するステップを含むことを特徴とする請求項5記載
の製造方法。9. The method according to claim 5, further comprising the step of forming an electronic device function part on a silicon substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11094918A JP2000294674A (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP11094918A JP2000294674A (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294674A true JP2000294674A (en) | 2000-10-20 |
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ID=14123384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11094918A Pending JP2000294674A (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294674A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005197733A (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method for filling vias in a silicon substrate |
| JP2007036164A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tdk Corp | Method for manufacturing thin-film electronic components |
| JP2007080928A (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Semiconductor element built-in circuit board and semiconductor device |
| JP2007081053A (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Fujikura Ltd | Composite substrate, method of manufacturing the same, and electronic device |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP11094918A patent/JP2000294674A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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