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JP2004221350A - Semiconductor chip, semiconductor wafer, semiconductor device and manufacturing method thereof, circuit board, and electronic equipment - Google Patents

Semiconductor chip, semiconductor wafer, semiconductor device and manufacturing method thereof, circuit board, and electronic equipment Download PDF

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JP2004221350A
JP2004221350A JP2003007282A JP2003007282A JP2004221350A JP 2004221350 A JP2004221350 A JP 2004221350A JP 2003007282 A JP2003007282 A JP 2003007282A JP 2003007282 A JP2003007282 A JP 2003007282A JP 2004221350 A JP2004221350 A JP 2004221350A
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Japan
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semiconductor
face
insulating layer
semiconductor chip
electrode
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JP2003007282A
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Shinji Mizuno
伸二 水野
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】本発明の目的は、貫通電極を良好な電気的接続に適した形状に形成することにある。
【解決手段】半導体チップは、第1及び第2の面12,14を有する半導体基板10と、半導体基板10の第2の面14よりも第1の面12に近い位置に少なくとも一部が作り込まれてなる集積回路16と、貫通電極50と、を有する。貫通電極50は、半導体基板10の第1及び第2の面12,14に貫通し、第1の面12に露出する第1の端面52と、第2の面14に露出する第2の端面54と、を有する。第1の端面52よりも第2の端面54が大きく形成されている。
【選択図】 図3
An object of the present invention is to form a through electrode into a shape suitable for good electrical connection.
A semiconductor chip includes a semiconductor substrate having first and second surfaces, and at least a portion formed at a position closer to the first surface than the second surface of the semiconductor substrate. It has an integrated circuit 16 embedded therein and a through electrode 50. The penetrating electrode 50 penetrates the first and second surfaces 12 and 14 of the semiconductor substrate 10 and has a first end surface 52 exposed on the first surface 12 and a second end surface exposed on the second surface 14. 54. The second end face 54 is formed larger than the first end face 52.
[Selection diagram] FIG.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ、半導体ウエハ、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平9−312295号公報
【0003】
【発明の背景】
3次元実装形態の半導体装置が開発されている。また、3次元実装を可能にするため、半導体チップに貫通電極を形成することが知られている。貫通電極は、半導体チップから突出するように形成する。従来知られている貫通電極は、良好な電気的接続を図ることが難しい形状であった。
【0004】
本発明の目的は、貫通電極を良好な電気的接続に適した形状に形成することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る半導体チップは、第1及び第2の面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第2の面よりも前記第1の面に近い位置に少なくとも一部が作り込まれてなる集積回路と、
前記半導体基板の前記第1及び第2の面に貫通し、前記第1の面に露出する第1の端面と、前記第2の面に露出する第2の端面と、を有し、前記第1の端面よりも前記第2の端面が大きく形成されてなる貫通電極と、
を有する。本発明によれば、貫通電極は、半導体基板において集積回路から遠い第2の面に露出する第2の端面が、その反対の第1の端面よりも大きく形成されている。したがって、従来無かった良好な電気的接続が可能になる。
(2)この半導体チップにおいて、
前記貫通電極は、前記第1の面から突出する第1の端部と、前記第2の面から突出する第2の端部と、前記第1及び第2の端部の間に位置する中間部と、を有し、
前記第2の端部は、前記第1の端部よりも大きな幅又は径を有するように形成されていてもよい。
(3)この半導体チップにおいて、
前記第2の端部は、前記中間部よりも大きな幅又は径を有するように形成されていてもよい。
(4)この半導体チップは、
前記第1の面上に形成された第1の絶縁層と、
前記第2の面上に形成された第2の絶縁層と、
をさらに有してもよい。
(5)この半導体チップにおいて、
前記第2の端部の周縁部は、前記第2の絶縁層上に形成されていてもよい。
(6)この半導体チップは、
前記第1の絶縁層上に、前記集積回路及び前記貫通電極の少なくとも一方に電気的に接続されてなるパッドをさらに有してもよい。
(7)この半導体チップにおいて、
前記貫通電極は、前記パッドを貫通していてもよい。
(8)本発明に係る半導体ウエハは、第1及び第2の面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第2の面よりも前記第1の面に近い位置に、それぞれ、少なくとも一部が作り込まれてなる複数の集積回路と、
前記半導体基板の前記第1及び第2の面に貫通し、前記第1の面に露出する第1の端面と、前記第2の面に露出する第2の端面と、を有し、前記第1の端面よりも前記第2の端面が大きく形成されてなる複数の貫通電極と、
を有する。本発明によれば、貫通電極は、半導体基板において集積回路から遠い第2の面に露出する第2の端面が、その反対の第1の端面よりも大きく形成されている。したがって、従来無かった良好な電気的接続が可能になる。
(9)この半導体ウエハにおいて、
それぞれの前記貫通電極は、前記第1の面から突出する第1の端部と、前記第2の面から突出する第2の端部と、前記第1及び第2の端部の間に位置する中間部と、を有し、
前記第2の端部は、前記第1の端部よりも大きな幅又は径を有するように形成されていてもよい。
(10)この半導体ウエハにおいて、
前記第2の端部は、前記中間部よりも大きな幅又は径を有するように形成されていてもよい。
(11)この半導体ウエハは、
前記第1の面上に形成された第1の絶縁層と、
前記第2の面上に形成された第2の絶縁層と、
をさらに有してもよい。
(12)この半導体ウエハにおいて、
前記第2の端部の周縁部は、前記第2の絶縁層上に形成されていてもよい。
(13)この半導体ウエハは、
前記第1の絶縁層上に、1つの前記集積回路及び1つの前記貫通電極の少なくとも一方に電気的に接続されてなるパッドをさらに有してもよい。
(14)この半導体ウエハにおいて、
いずれか1つの前記貫通電極は、前記パッドを貫通していてもよい。
(15)本発明に係る半導体装置は、スタックされてなる上記複数の半導体チップを有し、
前記複数の半導体チップのうち上下の半導体チップが、前記貫通電極によって電気的に接続されてなる。
(16)本発明に係る回路基板は、上記半導体チップが実装されてなる。
(17)本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が実装されてなる。
(18)本発明に係る電子機器は、上記半導体チップを有する。
(19)本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
(20)本発明に係る半導体装置の製造方法は、第1及び第2の面を有し前記第2の面よりも前記第1の面に近い位置に集積回路の少なくとも一部が作り込まれた半導体基板に、その第1及び第2の面に貫通しており前記第1の面に露出する第1の端面と前記第2の面に露出する第2の端面とを有しており前記第1の端面よりも前記第2の端面が大きく形成されてなる貫通電極を形成することを含む。本発明によれば、貫通電極を、半導体基板において集積回路から遠い第2の面に露出する第2の端面が、その反対の第1の端面よりも大きくなるように形成する。この貫通電極によって、従来無かった良好な電気的接続が可能になる。
【0006】
【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。
【0007】
図1(A)〜図3(D)は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、図1(A)に示すように、半導体基板10を使用する。半導体基板10は、第1及び第2の面12,14を有する。第2の面14は、第1の面12とは反対の面である。
【0008】
半導体基板10には、集積回路(例えばトランジスタやメモリを有する回路)16の少なくとも一部(一部又は全体)が作り込まれている。半導体基板10には、複数の集積回路16のそれぞれの少なくとも一部が作り込まれていてもよいし、1つの集積回路16の少なくとも一部が作り込まれていてもよい。集積回路16は、第2の面14よりも第1の面12に近い位置に形成されている。
【0009】
半導体基板10の第1の面12には、第1の絶縁層(例えばパッシベーション膜)18が形成されている。パッシベーション膜18は、例えば、SiO、SiN、ポリイミド樹脂などで形成することができる。第1の絶縁層18は、集積回路16を覆うように形成されている。
【0010】
半導体基板10には、複数のパッド20が形成されている。各パッド20は、集積回路16に電気的に接続されている。各パッド20は、アルミニウムで形成されていてもよい。パッド20の表面の形状は特に限定されないが矩形であることが多い。パッド20は、第2の面14よりも第1の面12に近い位置(例えば第1の面12の上方)に形成されている。パッド20は、第1の絶縁層18上に形成してもよい。第1の絶縁層18上に、パッド20と、集積回路16とパッド20を接続する配線(図示せず)とを形成してもよい。また、図示しない別のパッシベーション膜(絶縁膜)をパッド20の表面の少なくとも一部を避けて形成してもよい。
【0011】
図1(B)に示すように、半導体基板10に、その第1の面20から凹部22を形成する。第1の面20は、パッド20が形成された側(集積回路16が形成された側)の面である。凹部22は、集積回路16の素子及び配線を避けて形成する。パッド20に貫通穴24を形成してもよい。貫通穴24の形成には、エッチング(ドライエッチング又はウェットエッチング)を適用してもよい。エッチングは、リソグラフィ工程によってパターニングされたレジスト(図示せず)を形成した後に行ってもよい。パッド20の下に第1の絶縁層18が形成されている場合、これにも貫通穴26を形成する。パッド20のエッチングが第1の絶縁層18で止まる場合、貫通穴26の形成には、パッド20のエッチングに使用したエッチャントを別のエッチャントに換えてもよい。その場合、再び、リソグラフィ工程によってパターニングされたレジスト(図示せず)を形成してもよい。
【0012】
貫通穴24(及び貫通穴26)と連通するように、半導体基板10に凹部22を形成する。貫通穴24(及び貫通穴26)と凹部22を合わせて、凹部ということもできる。凹部22の形成にも、エッチング(ドライエッチング又はウェットエッチング)を適用することができる。エッチングは、リソグラフィ工程によってパターニングされたレジスト(図示せず)を形成した後に行ってもよい。あるいは、凹部22の形成に、レーザ(例えばCOレーザ、YAGレーザ等)を使用してもよい。レーザは、貫通穴24,26の形成に適用してもよい。一種類のエッチャント又はレーザによって、凹部22及び貫通穴24,26の形成を連続して行ってもよい。凹部22の形成には、サンドブラスト加工を適用してもよい。
【0013】
図1(C)に示すように、凹部22の内側に絶縁層28を形成してもよい。絶縁層28は、酸化膜であってもよい。例えば、半導体基板10がSiから形成されている場合、絶縁層28はSiOであってもよいしSiNであってもよい。絶縁層28は、凹部22の底面に形成する。絶縁層28は、凹部22の内壁面に形成する。ただし、絶縁層28は、凹部22を埋め込まないように形成する。すなわち、絶縁層28によって凹部を形成する。絶縁層28は、第1の絶縁層18の貫通穴26の内壁面に形成してもよい。
【0014】
本実施の形態では、絶縁層28は、パッド20の貫通穴24の内壁面を避けて形成する。すなわち、貫通穴24の内壁面を絶縁層28から露出させる。なお、パッド20を覆って絶縁層28を形成し、その一部をエッチング(ドライエッチング又はウェットエッチング)して、パッド20の一部を露出させてもよい。エッチングは、リソグラフィ工程によってパターニングされたレジスト(図示せず)を形成した後に行ってもよい。
【0015】
図1(D)に示すように、レジスト層30を形成してもよい。レジスト層30は、光、紫外線、赤外線又は電子線等のエネルギー感応性の樹脂で形成してもよい。レジスト層30は、第1の面12の上方(例えば第1の絶縁膜18上)に形成する。レジスト層30は、開口32を有するように形成する。開口32は、凹部22とオーバーラップするように形成する。レジスト層30は、パッド20の貫通穴24の内壁面を避けて形成する。レジスト層30は、パッド20の貫通穴24の開口端部を避けて形成してもよい。
【0016】
図2(A)に示すように、凹部22(例えば絶縁層28の内側)に導電部34を設ける。導電部34は、Cu又はWなどで形成してもよい。導電部34は、その外層部を形成した後に、その中心部を形成してもよい。中心部は、Cu,W,ドープドポリシリコン(例えば低温ポリシリコン)のいずれかで形成することができる。外層部は、少なくともバリア層を含んでもよい。バリア層は、中心部又は次に説明するシード層の材料が、半導体基板10(例えばSi)に拡散することを防止するものである。バリア層は、中心部とは異なる材料(例えばTiW、TiN)で形成してもよい。中心部を電解メッキで形成する場合、外層部は、シード層を含んでもよい。シード層は、バリア層を形成した後に形成する。シード層は、中心部と同じ材料(例えばCu)で形成する。なお、導電部34(少なくともその中心部)は、無電解メッキやインクジェット方式によって形成してもよい。
【0017】
導電部34は、パッド20に電気的に接続されるように形成してもよい。例えば、パッド20の貫通穴24の内壁面又は開口端部に接触するように導電部34を形成してもよい。導電部34は、第1の面12(さらにパッド20)から突出するように形成してもよい。なお、導電部34を必要な領域(例えば凹部22内のみ)に形成できるのであれば、レジスト層30の形成を省略してもよい。導電部34上には導電層36を形成してもよい。導電部34が酸化しやすい材料(例えば銅)から形成される場合に、導電層36を酸化しにくい材料から形成してもよい。導電層36は、金、錫、硬ろう又は軟ろう(例えばハンダ)で形成してもよい。そして、図2(B)に示すように、レジスト層30を形成した場合にはこれを除去する。また、半導体基板10の第1の面20の側に、例えば、ガラス板、樹脂層、樹脂テープ等の補強部材を設けて(例えば接着剤又は接着シートによって貼り付けて)もよい。
【0018】
図2(C)に示すように、半導体基板10を薄型化するときは、半導体基板10の第2の面(第1の面12とは反対の面)14を削る。そして、絶縁層28を露出させる。例えば、機械研磨・研削及び化学研磨・研削の少なくとも一つの方法によって、凹部22に形成された絶縁層28が露出する手前まで、半導体基板10を削ってもよい。その後、絶縁層28が露出するまで、半導体基板10をエッチングしてもよい。エッチングは、半導体基板(例えばSi)10に対するエッチング量が絶縁層(例えばSiO)28に対するエッチング量よりも多くなる性質のエッチャントによって行ってもよい。エッチャントは、SF又はCF又はClガスであってもよい。エッチングは、ドライエッチング装置を使用して行ってもよい。あるいは、エッチャントは、フッ酸及び硝酸の混合液あるいはフッ酸、硝酸及び酢酸の混合液であってもよい。
【0019】
図2(D)に示すように、半導体基板10の第2の面14に第2の絶縁層38を形成してもよい。第2の絶縁層38は、開口39を有するように形成する。開口39内に、第2の面14から露出する絶縁層28の少なくとも中央部が露出する。第2の絶縁層38は、絶縁層28の周縁部を覆うように形成してもよい。第2の絶縁層38は、酸化膜(例えばSiO)であってもよいし、樹脂(例えばポリイミド)で形成してもよい。
【0020】
図3(A)に示すように、レジスト層40を形成してもよい。レジスト層40は、光、紫外線又は電子線等のエネルギー感応性の樹脂で形成してもよい。レジスト層40は、第2の面14の上方(例えば第2の絶縁膜38上)に形成する。レジスト層40は、開口42を有するように形成する。レジスト層40は、開口42が導電部34の形成領域とオーバーラップするように形成する。例えば、レジスト層40は、開口42の内側に導電部34の形成領域が全て含まれるように(開口42が導電部34の形成領域よりも大きくなるように)形成する。開口42内に、第2の絶縁層38が露出していてもよい。開口42内に、絶縁層28が露出していてもよい。
【0021】
図3(B)に示すように、絶縁層28の、開口42内(及び開口39内)で露出する部分を除去する。除去には、エッチングを適用してもよい。これにより、開口42内(及び開口39内)で、導電部34を露出させる。
【0022】
図3(C)に示すように、第2の面14の側で、導電部34上に第2の導電部44を設ける。第2の導電部44は、レジスト層40の開口42の内側に設ける。第2の導電部44の材料及びその形成方法は、上述した導電部(第1の導電部)34の内容が該当する。第2の導電部44は、導電部34よりも大きく(例えば幅又は径において大きく)なるように形成する。第2の導電部44は、その一部(例えば周縁部)が第2の絶縁層38上に載るように形成してもよい。第2の導電部44上には、第2の導電層46を形成してもよい。第2の導電層46には、上述した導電層(第1の導電層)36の内容が該当する。図3(D)に示すように、レジスト層40を除去する。
【0023】
例えば、以上の方法によって、図3(D)に示すように、半導体基板10に貫通電極50を形成することができる。貫通電極50は、導電部34、導電層36、第2の導電部44、第2の導電層46を含んでもよい。貫通電極50は、第1及び第2の面12,14に貫通する。貫通電極50は、第1の面12に露出する第1の端面54を有する。貫通電極50は、第2の面14に露出する第2の端面54を有する。第2の端面54は、第1の端面52よりも大きく形成されている。貫通電極50は、第1の面12から突出する第1の端部56を有する。貫通電極50は、第2の面14から突出する第2の端部58を有する。貫通電極50は、第1及び第2の端部56,58の間に位置する中間部60を有する。第2の端部58は、第1の端部56よりも大きな幅又は径を有するように形成されていてもよい。第2の端部58は、中間部60よりも大きな幅又は径を有するように形成されていてもよい。第2の端部58の周縁部は、第2の絶縁層38上に形成されていてもよい。
【0024】
例えば、以上の工程により、貫通電極50を有する半導体ウエハ70(図4参照)が得られる。この場合、半導体基板10には、複数の集積回路16が形成され、それぞれの集積回路16に対応して貫通電極50が形成されている。その詳しい構造は、上述した製造方法から導くことができる内容である。あるいは、貫通電極50を有する半導体チップ80(図6参照)が得られる。この場合、半導体基板10には、1つの集積回路16が形成されている。その詳しい構造は、上述した製造方法から導くことができる内容である。
【0025】
半導体ウエハ70は、切断(例えばダイシング)してもよい。例えば、図4に示すように、半導体ウエハ70を切断(例えばダイシング)する。切断には、カッタ(例えばダイサ)72又はレーザ(例えばCOレーザ、YAGレーザ等)を使用してもよい。これにより、貫通電極50を有する半導体チップ80(図6参照)が得られる。その構造は、上述した製造方法から導くことができる内容である。
【0026】
半導体装置の製造方法は、複数の半導体基板10をスタックすることを含んでもよい。例えば、図5に示すように、貫通電極50を有する複数の半導体ウエハ70をスタックしてもよい。あるいは、図6に示すように、貫通電極50を有する複数の半導体チップ80をスタックしてもよい。または、貫通電極50を有する半導体チップ80と、貫通電極50を有する複数の半導体ウエハ70をスタックしてもよい。
【0027】
スタックされた複数の半導体基板10のうち、上下の半導体基板10を、貫通電極50を通して電気的に接続する。詳しくは、上下の貫通電極50同士を電気的に接続してもよい。電気的接続には、ハンダ接合又は金属接合を適用してもよいし、異方性導電材料(異方性導電膜又は異方性導電ペースト等)を使用してもよいし、絶縁性接着剤の収縮力を利用した圧接を適用してもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
【0028】
図7は、本発明の実施の形態に係る半導体装置(スタック型半導体装置)を示す図である。スタック型半導体装置は、上述した貫通電極50を有する複数の半導体チップ80を含む。複数の半導体チップ80はスタックされている。上下の貫通電極50は、ろう接されていてもよい。上下の半導体チップ80間に、絶縁材料(例えば接着剤・樹脂・アンダーフィル材)84を設けてもよい。絶縁材料84によって、貫通電極50の接合状態が維持又は補強される。本実施の形態に係る半導体装置には、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法から導くことができる内容を適用することができる。
【0029】
スタックされた複数の半導体チップ80は、配線基板100に実装されてもよい。1つの半導体チップ(スタックされた複数の半導体チップ80のうち、最も外側の半導体チップ80)は、配線基板(例えばインターポーザ)100に実装してもよい。その実装にはフェースダウンボンディングを適用してもよい。その場合、第1の面12の方向に最も外側(例えば最も下側)の貫通電極50を有する半導体チップ80が、配線基板100に実装される。例えば、貫通電極50の第1の面12からの突出部(例えば第1の端部56)を配線パターン102に電気的に接続(例えば接合)してもよい。半導体チップ80と配線基板100の間には、絶縁材料(例えば接着剤・樹脂・アンダーフィル材)84を設けてもよい。
【0030】
本実施の形態によれば、貫通電極50の第2の端面54の面積が大きくなっているので、半導体チップ80をスタックするときの位置ズレに対応する余裕がある。また、図7に示すように、半導体チップ80をフェースダウンボンディングしたときに、第2の端面54が上を向く。そして、第2の端面54に、他の半導体チップ80の貫通電極50の第1の端面52を接合する。第2の端面54は、第1の端面52よりも大きくなっている。第2の端面54は、上向きになっているので凹部が形成されても、第1及び第2の端面52,54の接合時にボイドが形成されにくい。また、半導体チップ80に形成されている第2の絶縁層38によって、上下の半導体チップ80間のショートを防止することができる。さらに、貫通電極50の一部(例えば導電部34)が酸化されやすい金属(例えばCu)から形成されていても、第1及び第2の端面52,54の少なくとも一方が、金などの酸化しにくい金属で形成されていれば、良好な電気的接続を得ることができるので高い歩留まりを確保することができる。
【0031】
あるいは、図示しない例として、スタックされた複数の半導体チップ80を、配線基板100にフェースアップボンディングしてもよい。その場合、貫通電極50の第2の面14からの突出部(例えば第2の端部58)を配線パターン102に電気的に接続(例えば接合)してもよい。配線基板100には、配線パターン102に電気的に接続された外部端子(例えばハンダボール)104が設けられている。あるいは、半導体チップ80に応力緩和層を形成し、その上にパッド20から配線パターンを形成し、その上に外部端子を形成してもよい。その他の内容は、上述した製造方法から導くことができる。
【0032】
図8には、複数の半導体チップがスタックされてなる半導体装置1が実装された回路基板1000が示されている。複数の半導体チップは、上述した貫通電極50によって電気的に接続されている。上述した半導体装置を有する電子機器として、図9にはノート型パーソナルコンピュータ2000が示され、図10には携帯電話3000が示されている。
【0033】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)〜図1(D)は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図2】図2(A)〜図2(D)は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図3】図3(A)〜図3(D)は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図4】図4は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図5】図5は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図6】図6は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図7】図7は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図8】図8は、本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図9】図9は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図10】図10は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
10 半導体基板、 12 第1の面、 14 第2の面、 16 集積回路、
18 第1の絶縁層、 20 パッド、 38 第2の絶縁層、
50 貫通電極、 52 第1の端面、 54 第2の端面、
56 第1の端部、 58 第2の端部、 60 中間部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor chip, a semiconductor wafer, a semiconductor device and a method of manufacturing the same, a circuit board, and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP-A-9-313295
BACKGROUND OF THE INVENTION
A three-dimensional mounting semiconductor device has been developed. It is also known to form a through electrode on a semiconductor chip to enable three-dimensional mounting. The through electrode is formed so as to protrude from the semiconductor chip. A conventionally known through electrode has a shape in which it is difficult to achieve good electrical connection.
[0004]
An object of the present invention is to form a through electrode into a shape suitable for good electrical connection.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) A semiconductor chip according to the present invention includes: a semiconductor substrate having first and second surfaces;
An integrated circuit at least partially formed at a position closer to the first surface than the second surface of the semiconductor substrate;
A first end face that penetrates the first and second faces of the semiconductor substrate and is exposed on the first face, and a second end face that is exposed on the second face; A through electrode in which the second end face is formed larger than the first end face;
Having. According to the present invention, the through electrode is formed such that the second end surface exposed on the second surface of the semiconductor substrate remote from the integrated circuit is larger than the opposite first end surface. Therefore, a good electrical connection that has not been provided in the past can be achieved.
(2) In this semiconductor chip,
The through electrode includes a first end protruding from the first surface, a second end protruding from the second surface, and an intermediate portion located between the first and second ends. And a part,
The second end may be formed to have a larger width or diameter than the first end.
(3) In this semiconductor chip,
The second end may be formed to have a larger width or diameter than the intermediate part.
(4) This semiconductor chip
A first insulating layer formed on the first surface;
A second insulating layer formed on the second surface;
May be further provided.
(5) In this semiconductor chip,
A peripheral portion of the second end may be formed on the second insulating layer.
(6) This semiconductor chip
A pad may be further provided on the first insulating layer, the pad being electrically connected to at least one of the integrated circuit and the through electrode.
(7) In this semiconductor chip,
The through electrode may penetrate the pad.
(8) A semiconductor wafer according to the present invention includes a semiconductor substrate having first and second surfaces;
A plurality of integrated circuits at least partially formed at positions closer to the first surface than the second surface of the semiconductor substrate;
A first end face that penetrates the first and second faces of the semiconductor substrate and is exposed on the first face, and a second end face that is exposed on the second face; A plurality of through electrodes each having the second end face larger than the first end face;
Having. According to the present invention, the through electrode is formed such that the second end surface exposed on the second surface of the semiconductor substrate remote from the integrated circuit is larger than the opposite first end surface. Therefore, a good electrical connection that has not been provided in the past can be achieved.
(9) In this semiconductor wafer,
Each of the through electrodes is located between a first end protruding from the first surface, a second end protruding from the second surface, and the first and second ends. And an intermediate part,
The second end may be formed to have a larger width or diameter than the first end.
(10) In this semiconductor wafer,
The second end may be formed to have a larger width or diameter than the intermediate part.
(11) This semiconductor wafer
A first insulating layer formed on the first surface;
A second insulating layer formed on the second surface;
May be further provided.
(12) In this semiconductor wafer,
A peripheral portion of the second end may be formed on the second insulating layer.
(13) This semiconductor wafer is
A pad electrically connected to at least one of the one integrated circuit and the one through electrode may be further provided on the first insulating layer.
(14) In this semiconductor wafer,
Any one of the through electrodes may penetrate the pad.
(15) A semiconductor device according to the present invention includes the plurality of stacked semiconductor chips,
Upper and lower semiconductor chips of the plurality of semiconductor chips are electrically connected by the through electrodes.
(16) A circuit board according to the present invention has the above semiconductor chip mounted thereon.
(17) A circuit board according to the present invention has the above-described semiconductor device mounted thereon.
(18) An electronic device according to the present invention includes the above semiconductor chip.
(19) An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described semiconductor device.
(20) In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, at least a part of the integrated circuit is formed at a position having the first and second surfaces and closer to the first surface than the second surface. A semiconductor substrate having a first end surface penetrating through the first and second surfaces thereof and being exposed on the first surface, and a second end surface being exposed on the second surface. The method includes forming a through electrode in which the second end face is formed larger than the first end face. According to the present invention, the through electrode is formed such that the second end surface exposed on the second surface of the semiconductor substrate remote from the integrated circuit is larger than the opposite first end surface. This through electrode enables a good electrical connection that has not been available in the past.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0007]
1A to 3D are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment to which the present invention is applied. In this embodiment, a semiconductor substrate 10 is used as shown in FIG. The semiconductor substrate 10 has first and second surfaces 12 and 14. The second surface 14 is a surface opposite to the first surface 12.
[0008]
At least a part (part or the whole) of an integrated circuit (for example, a circuit having a transistor or a memory) 16 is formed in the semiconductor substrate 10. At least a part of each of the plurality of integrated circuits 16 may be formed in the semiconductor substrate 10, or at least a part of one integrated circuit 16 may be formed. The integrated circuit 16 is formed at a position closer to the first surface 12 than to the second surface 14.
[0009]
On the first surface 12 of the semiconductor substrate 10, a first insulating layer (for example, a passivation film) 18 is formed. The passivation film 18 can be formed of, for example, SiO 2 , SiN, a polyimide resin, or the like. The first insulating layer 18 is formed so as to cover the integrated circuit 16.
[0010]
A plurality of pads 20 are formed on the semiconductor substrate 10. Each pad 20 is electrically connected to the integrated circuit 16. Each pad 20 may be formed of aluminum. The shape of the surface of the pad 20 is not particularly limited, but is often rectangular. The pad 20 is formed at a position closer to the first surface 12 than the second surface 14 (for example, above the first surface 12). The pad 20 may be formed on the first insulating layer 18. A pad 20 and a wiring (not shown) for connecting the integrated circuit 16 and the pad 20 may be formed on the first insulating layer 18. Further, another passivation film (insulating film) not shown may be formed so as to avoid at least a part of the surface of the pad 20.
[0011]
As shown in FIG. 1B, a recess 22 is formed in a semiconductor substrate 10 from a first surface 20 thereof. The first surface 20 is a surface on which the pad 20 is formed (the side on which the integrated circuit 16 is formed). The recess 22 is formed so as to avoid the elements and wiring of the integrated circuit 16. A through hole 24 may be formed in the pad 20. Etching (dry etching or wet etching) may be applied to the formation of the through hole 24. The etching may be performed after a resist (not shown) patterned by a lithography process is formed. If the first insulating layer 18 is formed below the pad 20, a through hole 26 is also formed in this case. When the etching of the pad 20 stops at the first insulating layer 18, the etchant used for etching the pad 20 may be replaced with another etchant to form the through hole 26. In that case, a resist (not shown) patterned by the lithography process may be formed again.
[0012]
The recess 22 is formed in the semiconductor substrate 10 so as to communicate with the through hole 24 (and the through hole 26). The combination of the through hole 24 (and the through hole 26) and the recess 22 can also be referred to as a recess. Etching (dry etching or wet etching) can also be applied to the formation of the recess 22. The etching may be performed after a resist (not shown) patterned by a lithography process is formed. Alternatively, a laser (for example, a CO 2 laser, a YAG laser, or the like) may be used to form the recess 22. The laser may be applied to the formation of the through holes 24, 26. The formation of the recess 22 and the through holes 24 and 26 may be performed continuously by one type of etchant or laser. Sand blasting may be applied to the formation of the recess 22.
[0013]
As shown in FIG. 1C, an insulating layer 28 may be formed inside the concave portion 22. The insulating layer 28 may be an oxide film. For example, when the semiconductor substrate 10 is formed from Si, the insulating layer 28 may be SiO 2 or SiN. The insulating layer 28 is formed on the bottom of the recess 22. The insulating layer 28 is formed on the inner wall surface of the recess 22. However, the insulating layer 28 is formed so as not to fill the recess 22. That is, a concave portion is formed by the insulating layer 28. The insulating layer 28 may be formed on the inner wall surface of the through hole 26 of the first insulating layer 18.
[0014]
In the present embodiment, the insulating layer 28 is formed avoiding the inner wall surface of the through hole 24 of the pad 20. That is, the inner wall surface of the through hole 24 is exposed from the insulating layer 28. Note that the insulating layer 28 may be formed to cover the pad 20, and a part of the insulating layer 28 may be etched (dry etching or wet etching) to expose a part of the pad 20. The etching may be performed after a resist (not shown) patterned by a lithography process is formed.
[0015]
As shown in FIG. 1D, a resist layer 30 may be formed. The resist layer 30 may be formed of an energy-sensitive resin such as light, ultraviolet light, infrared light, or an electron beam. The resist layer 30 is formed above the first surface 12 (for example, on the first insulating film 18). The resist layer 30 is formed so as to have the opening 32. The opening 32 is formed so as to overlap the recess 22. The resist layer 30 is formed avoiding the inner wall surface of the through hole 24 of the pad 20. The resist layer 30 may be formed avoiding the opening end of the through hole 24 of the pad 20.
[0016]
As shown in FIG. 2A, a conductive portion 34 is provided in the concave portion 22 (for example, inside the insulating layer 28). The conductive portion 34 may be formed of Cu, W, or the like. After forming the outer layer portion, the conductive portion 34 may form the central portion thereof. The central portion can be formed of any of Cu, W, and doped polysilicon (for example, low-temperature polysilicon). The outer layer part may include at least a barrier layer. The barrier layer prevents the material of the central portion or the seed layer described below from diffusing into the semiconductor substrate 10 (for example, Si). The barrier layer may be formed of a different material (for example, TiW, TiN) from the central part. When the central part is formed by electrolytic plating, the outer layer part may include a seed layer. The seed layer is formed after forming the barrier layer. The seed layer is formed of the same material (for example, Cu) as the central part. The conductive portion 34 (at least the central portion) may be formed by electroless plating or an inkjet method.
[0017]
The conductive portion 34 may be formed so as to be electrically connected to the pad 20. For example, the conductive portion 34 may be formed so as to contact the inner wall surface or the opening end of the through hole 24 of the pad 20. The conductive portion 34 may be formed so as to protrude from the first surface 12 (further, from the pad 20). Note that the formation of the resist layer 30 may be omitted as long as the conductive portion 34 can be formed in a necessary region (for example, only in the concave portion 22). A conductive layer 36 may be formed on the conductive portion 34. When the conductive portion 34 is formed of a material that is easily oxidized (for example, copper), the conductive layer 36 may be formed of a material that is hardly oxidized. The conductive layer 36 may be formed of gold, tin, hard solder or soft solder (for example, solder). Then, as shown in FIG. 2B, when the resist layer 30 is formed, it is removed. Further, a reinforcing member such as a glass plate, a resin layer, or a resin tape may be provided on the first surface 20 side of the semiconductor substrate 10 (for example, attached with an adhesive or an adhesive sheet).
[0018]
As shown in FIG. 2C, when the thickness of the semiconductor substrate 10 is reduced, a second surface (a surface opposite to the first surface 12) 14 of the semiconductor substrate 10 is shaved. Then, the insulating layer 28 is exposed. For example, the semiconductor substrate 10 may be abraded by at least one of mechanical polishing / grinding and chemical polishing / grinding until the insulating layer 28 formed in the concave portion 22 is exposed. Thereafter, the semiconductor substrate 10 may be etched until the insulating layer 28 is exposed. The etching may be performed by an etchant having a property that the etching amount for the semiconductor substrate (for example, Si) 10 is larger than the etching amount for the insulating layer (for example, SiO 2 ) 28. The etchant may be SF 6 or CF 4 or Cl 2 gas. The etching may be performed using a dry etching apparatus. Alternatively, the etchant may be a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid or a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid.
[0019]
As shown in FIG. 2D, a second insulating layer 38 may be formed on the second surface 14 of the semiconductor substrate 10. The second insulating layer 38 is formed so as to have the opening 39. At least a central portion of the insulating layer 28 exposed from the second surface 14 is exposed in the opening 39. The second insulating layer 38 may be formed so as to cover the periphery of the insulating layer 28. The second insulating layer 38 may be an oxide film (for example, SiO 2 ) or a resin (for example, polyimide).
[0020]
As shown in FIG. 3A, a resist layer 40 may be formed. The resist layer 40 may be formed of an energy-sensitive resin such as light, ultraviolet light, or an electron beam. The resist layer 40 is formed above the second surface 14 (for example, on the second insulating film 38). The resist layer 40 is formed so as to have the opening 42. The resist layer 40 is formed such that the opening 42 overlaps the region where the conductive portion 34 is formed. For example, the resist layer 40 is formed such that the entire region where the conductive portion 34 is formed is included inside the opening 42 (so that the opening 42 is larger than the region where the conductive portion 34 is formed). The second insulating layer 38 may be exposed in the opening 42. The insulating layer 28 may be exposed in the opening 42.
[0021]
As shown in FIG. 3B, a portion of the insulating layer 28 that is exposed inside the opening 42 (and inside the opening 39) is removed. Etching may be applied for the removal. As a result, the conductive portion 34 is exposed inside the opening 42 (and inside the opening 39).
[0022]
As shown in FIG. 3C, a second conductive portion 44 is provided on the conductive portion 34 on the second surface 14 side. The second conductive portion 44 is provided inside the opening 42 of the resist layer 40. The material of the second conductive portion 44 and the method for forming the same correspond to the contents of the above-described conductive portion (first conductive portion) 34. The second conductive portion 44 is formed so as to be larger (for example, larger in width or diameter) than the conductive portion 34. The second conductive portion 44 may be formed so that a part thereof (for example, a peripheral portion) is placed on the second insulating layer 38. A second conductive layer 46 may be formed on the second conductive portion 44. The content of the above-described conductive layer (first conductive layer) 36 corresponds to the second conductive layer 46. As shown in FIG. 3D, the resist layer 40 is removed.
[0023]
For example, the through-electrode 50 can be formed in the semiconductor substrate 10 as shown in FIG. The through electrode 50 may include the conductive part 34, the conductive layer 36, the second conductive part 44, and the second conductive layer 46. The through electrode 50 penetrates the first and second surfaces 12 and 14. The through electrode 50 has a first end surface 54 exposed on the first surface 12. The through electrode 50 has a second end surface 54 exposed on the second surface 14. The second end face 54 is formed larger than the first end face 52. The through electrode 50 has a first end 56 that protrudes from the first surface 12. The through electrode 50 has a second end 58 protruding from the second surface 14. The through electrode 50 has an intermediate portion 60 located between the first and second ends 56 and 58. The second end 58 may be formed to have a greater width or diameter than the first end 56. The second end 58 may be formed to have a greater width or diameter than the middle 60. The peripheral edge of the second end 58 may be formed on the second insulating layer 38.
[0024]
For example, a semiconductor wafer 70 having a through electrode 50 (see FIG. 4) is obtained through the above steps. In this case, a plurality of integrated circuits 16 are formed on the semiconductor substrate 10, and through electrodes 50 are formed corresponding to the respective integrated circuits 16. The detailed structure can be derived from the above-described manufacturing method. Alternatively, a semiconductor chip 80 having the through electrode 50 (see FIG. 6) is obtained. In this case, one integrated circuit 16 is formed on the semiconductor substrate 10. The detailed structure can be derived from the above-described manufacturing method.
[0025]
The semiconductor wafer 70 may be cut (for example, dicing). For example, as shown in FIG. 4, the semiconductor wafer 70 is cut (for example, dicing). For cutting, a cutter (for example, a dicer) 72 or a laser (for example, a CO 2 laser, a YAG laser, or the like) may be used. Thus, a semiconductor chip 80 having the through electrodes 50 (see FIG. 6) is obtained. The structure is a content that can be derived from the above-described manufacturing method.
[0026]
The method for manufacturing a semiconductor device may include stacking a plurality of semiconductor substrates 10. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of semiconductor wafers 70 having through electrodes 50 may be stacked. Alternatively, as shown in FIG. 6, a plurality of semiconductor chips 80 having through electrodes 50 may be stacked. Alternatively, a semiconductor chip 80 having the through electrode 50 and a plurality of semiconductor wafers 70 having the through electrode 50 may be stacked.
[0027]
The upper and lower semiconductor substrates 10 of the stacked semiconductor substrates 10 are electrically connected through the through electrodes 50. Specifically, the upper and lower through electrodes 50 may be electrically connected to each other. For electrical connection, solder bonding or metal bonding may be applied, an anisotropic conductive material (such as an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive paste) may be used, and an insulating adhesive may be used. May be applied by utilizing the contraction force, or a combination thereof.
[0028]
FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor device (stacked semiconductor device) according to an embodiment of the present invention. The stacked semiconductor device includes a plurality of semiconductor chips 80 having the through electrodes 50 described above. The plurality of semiconductor chips 80 are stacked. The upper and lower through electrodes 50 may be brazed. An insulating material (for example, an adhesive, a resin, or an underfill material) 84 may be provided between the upper and lower semiconductor chips 80. The bonding state of the through electrode 50 is maintained or reinforced by the insulating material 84. The content that can be derived from the method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment can be applied to the semiconductor device according to this embodiment.
[0029]
The plurality of stacked semiconductor chips 80 may be mounted on the wiring board 100. One semiconductor chip (the outermost semiconductor chip 80 of the stacked semiconductor chips 80) may be mounted on a wiring board (for example, an interposer) 100. Face-down bonding may be applied to the mounting. In that case, the semiconductor chip 80 having the outermost (eg, lowermost) through electrode 50 in the direction of the first surface 12 is mounted on the wiring board 100. For example, a protruding portion (for example, the first end 56) of the through electrode 50 from the first surface 12 may be electrically connected (for example, joined) to the wiring pattern 102. An insulating material (for example, an adhesive, a resin, or an underfill material) 84 may be provided between the semiconductor chip 80 and the wiring board 100.
[0030]
According to the present embodiment, since the area of the second end face 54 of the through electrode 50 is large, there is room for the positional deviation when the semiconductor chips 80 are stacked. Further, as shown in FIG. 7, when the semiconductor chip 80 is face-down bonded, the second end face 54 faces upward. Then, the first end face 52 of the through electrode 50 of another semiconductor chip 80 is joined to the second end face 54. The second end face 54 is larger than the first end face 52. Since the second end face 54 faces upward, even when a concave portion is formed, a void is unlikely to be formed when the first and second end faces 52 and 54 are joined. Further, a short circuit between the upper and lower semiconductor chips 80 can be prevented by the second insulating layer 38 formed on the semiconductor chip 80. Furthermore, even if a part of the through electrode 50 (for example, the conductive part 34) is formed of a metal (for example, Cu) that is easily oxidized, at least one of the first and second end surfaces 52 and 54 is oxidized such as gold. If it is formed of a difficult metal, a good electrical connection can be obtained, and a high yield can be secured.
[0031]
Alternatively, as an example (not shown), the stacked semiconductor chips 80 may be face-up bonded to the wiring board 100. In that case, the protrusion (for example, the second end 58) of the through electrode 50 from the second surface 14 may be electrically connected (for example, joined) to the wiring pattern 102. External terminals (for example, solder balls) 104 that are electrically connected to the wiring pattern 102 are provided on the wiring substrate 100. Alternatively, a stress relaxation layer may be formed on the semiconductor chip 80, a wiring pattern may be formed from the pad 20 thereon, and external terminals may be formed thereon. Other details can be derived from the manufacturing method described above.
[0032]
FIG. 8 shows a circuit board 1000 on which the semiconductor device 1 formed by stacking a plurality of semiconductor chips is mounted. The plurality of semiconductor chips are electrically connected by the through electrodes 50 described above. As an electronic apparatus having the above-described semiconductor device, a notebook personal computer 2000 is shown in FIG. 9, and a mobile phone 3000 is shown in FIG.
[0033]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. For example, the invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same object and result). Further, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. Further, the invention includes a configuration having the same operation and effect as the configuration described in the embodiment, or a configuration capable of achieving the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1D are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 2A to 2D are views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3D are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a circuit board according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 semiconductor substrate, 12 first surface, 14 second surface, 16 integrated circuit,
18 first insulating layer, 20 pads, 38 second insulating layer,
50 through electrode, 52 first end face, 54 second end face,
56 first end, 58 second end, 60 middle

Claims (20)

第1及び第2の面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第2の面よりも前記第1の面に近い位置に少なくとも一部が作り込まれてなる集積回路と、
前記半導体基板の前記第1及び第2の面に貫通し、前記第1の面に露出する第1の端面と、前記第2の面に露出する第2の端面と、を有し、前記第1の端面よりも前記第2の端面が大きく形成されてなる貫通電極と、
を有する半導体チップ。
A semiconductor substrate having first and second surfaces;
An integrated circuit at least partially formed at a position closer to the first surface than the second surface of the semiconductor substrate;
A first end face that penetrates the first and second faces of the semiconductor substrate and is exposed on the first face, and a second end face that is exposed on the second face; A through electrode in which the second end face is formed larger than the first end face;
A semiconductor chip having:
請求項1記載の半導体チップにおいて、
前記貫通電極は、前記第1の面から突出する第1の端部と、前記第2の面から突出する第2の端部と、前記第1及び第2の端部の間に位置する中間部と、を有し、
前記第2の端部は、前記第1の端部よりも大きな幅又は径を有するように形成されてなる半導体チップ。
The semiconductor chip according to claim 1,
The through electrode includes a first end protruding from the first surface, a second end protruding from the second surface, and an intermediate portion located between the first and second ends. And a part,
A semiconductor chip, wherein the second end is formed to have a larger width or diameter than the first end.
請求項2記載の半導体チップにおいて、
前記第2の端部は、前記中間部よりも大きな幅又は径を有するように形成されてなる半導体チップ。
The semiconductor chip according to claim 2,
A semiconductor chip wherein the second end is formed to have a larger width or diameter than the intermediate part.
請求項2又は請求項3記載の半導体チップにおいて、
前記第1の面上に形成された第1の絶縁層と、
前記第2の面上に形成された第2の絶縁層と、
をさらに有する半導体チップ。
The semiconductor chip according to claim 2 or 3,
A first insulating layer formed on the first surface;
A second insulating layer formed on the second surface;
A semiconductor chip further comprising:
請求項4記載の半導体チップにおいて、
前記第2の端部の周縁部は、前記第2の絶縁層上に形成されてなる半導体チップ。
The semiconductor chip according to claim 4,
A semiconductor chip in which a peripheral edge of the second end is formed on the second insulating layer.
請求項4又は請求項5記載の半導体チップにおいて、
前記第1の絶縁層上に、前記集積回路及び前記貫通電極の少なくとも一方に電気的に接続されてなるパッドをさらに有する半導体チップ。
The semiconductor chip according to claim 4 or 5,
A semiconductor chip further comprising a pad on the first insulating layer, the pad being electrically connected to at least one of the integrated circuit and the through electrode.
請求項6記載の半導体チップにおいて、
前記貫通電極は、前記パッドを貫通してなる半導体チップ。
The semiconductor chip according to claim 6,
A semiconductor chip, wherein the through electrode penetrates the pad.
第1及び第2の面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第2の面よりも前記第1の面に近い位置に、それぞれ、少なくとも一部が作り込まれてなる複数の集積回路と、
前記半導体基板の前記第1及び第2の面に貫通し、前記第1の面に露出する第1の端面と、前記第2の面に露出する第2の端面と、を有し、前記第1の端面よりも前記第2の端面が大きく形成されてなる複数の貫通電極と、
を有する半導体ウエハ。
A semiconductor substrate having first and second surfaces;
A plurality of integrated circuits each at least partially formed at a position closer to the first surface than the second surface of the semiconductor substrate;
A first end face that penetrates through the first and second faces of the semiconductor substrate and is exposed on the first face; and a second end face that is exposed on the second face. A plurality of through electrodes each having the second end face larger than the first end face;
A semiconductor wafer having:
請求項8記載の半導体ウエハにおいて、
それぞれの前記貫通電極は、前記第1の面から突出する第1の端部と、前記第2の面から突出する第2の端部と、前記第1及び第2の端部の間に位置する中間部と、を有し、
前記第2の端部は、前記第1の端部よりも大きな幅又は径を有するように形成されてなる半導体ウエハ。
The semiconductor wafer according to claim 8,
Each of the through electrodes is located between a first end protruding from the first surface, a second end protruding from the second surface, and the first and second ends. And an intermediate part,
A semiconductor wafer wherein the second end is formed to have a larger width or diameter than the first end.
請求項9記載の半導体ウエハにおいて、
前記第2の端部は、前記中間部よりも大きな幅又は径を有するように形成されてなる半導体ウエハ。
The semiconductor wafer according to claim 9,
A semiconductor wafer wherein the second end is formed to have a larger width or diameter than the intermediate part.
請求項9又は請求項10記載の半導体ウエハにおいて、
前記第1の面上に形成された第1の絶縁層と、
前記第2の面上に形成された第2の絶縁層と、
をさらに有する半導体ウエハ。
The semiconductor wafer according to claim 9 or claim 10,
A first insulating layer formed on the first surface;
A second insulating layer formed on the second surface;
A semiconductor wafer further comprising:
請求項11記載の半導体ウエハにおいて、
前記第2の端部の周縁部は、前記第2の絶縁層上に形成されてなる半導体ウエハ。
The semiconductor wafer according to claim 11,
A semiconductor wafer wherein a peripheral edge of the second end is formed on the second insulating layer.
請求項11又は請求項12記載の半導体ウエハにおいて、前記第1の絶縁層上に、1つの前記集積回路及び1つの前記貫通電極の少なくとも一方に電気的に接続されてなるパッドをさらに有する半導体ウエハ。13. The semiconductor wafer according to claim 11, further comprising a pad on the first insulating layer, the pad being electrically connected to at least one of the one integrated circuit and the one through electrode. . 請求項13記載の半導体ウエハにおいて、
いずれか1つの前記貫通電極は、前記パッドを貫通してなる半導体ウエハ。
The semiconductor wafer according to claim 13,
A semiconductor wafer in which any one of the through electrodes penetrates the pad.
スタックされてなる、請求項1から請求項7のいずれかに記載の複数の半導体チップを有し、
前記複数の半導体チップのうち上下の半導体チップが、前記貫通電極によって電気的に接続されてなる半導体装置。
It has a plurality of semiconductor chips according to any one of claims 1 to 7, which are stacked,
A semiconductor device in which upper and lower semiconductor chips of the plurality of semiconductor chips are electrically connected by the through electrodes.
請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体チップが実装されてなる回路基板。A circuit board on which the semiconductor chip according to claim 1 is mounted. 請求項15記載の半導体装置が実装されてなる回路基板。A circuit board on which the semiconductor device according to claim 15 is mounted. 請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体チップを有する電子機器。An electronic device comprising the semiconductor chip according to claim 1. 請求項15記載の半導体装置を有する電子機器。An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to claim 15. 第1及び第2の面を有し前記第2の面よりも前記第1の面に近い位置に集積回路の少なくとも一部が作り込まれた半導体基板に、その第1及び第2の面に貫通しており前記第1の面に露出する第1の端面と前記第2の面に露出する第2の端面とを有しており前記第1の端面よりも前記第2の端面が大きく形成されてなる貫通電極を形成することを含む半導体装置の製造方法。A semiconductor substrate having first and second surfaces and having at least a part of an integrated circuit formed at a position closer to the first surface than the second surface; It has a first end face penetrating and exposed to the first face and a second end face exposed to the second face, and the second end face is formed larger than the first end face. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a through electrode formed as described above.
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