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JPH11163251A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH11163251A
JPH11163251A JP9327257A JP32725797A JPH11163251A JP H11163251 A JPH11163251 A JP H11163251A JP 9327257 A JP9327257 A JP 9327257A JP 32725797 A JP32725797 A JP 32725797A JP H11163251 A JPH11163251 A JP H11163251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor element
semiconductor
power supply
semiconductor device
bump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9327257A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yoshida
隆幸 吉田
Tadaaki Mimura
忠昭 三村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP9327257A priority Critical patent/JPH11163251A/en
Publication of JPH11163251A publication Critical patent/JPH11163251A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H10W90/722

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】第1の半導体素子上の回路が同時に多数スイッ
チングした場合、電源部に発生するいわゆる同時スイッ
チングノイズ、またはグランドバウンズと呼ばれるノイ
ズを抑制し、第2の半導体素子の誤動作を防止すること
ができる半導体装置を提供する。 【解決手段】第1の半導体素子1と、この第1の半導体
素子1の電極パッド7をバンプ6を介して電極パッド8
に電気的に接続した第2の半導体素子2とを備え、第1
の半導体素子1への電源の供給が、第2の半導体素子2
を介さずに独立した別系統より行なわれる。第2の半導
体素子2の回路と独立した外部回路を第2の半導体素子
2に設け、その給電線路を第1の半導体素子1に接続す
る。
(57) Abstract: When a large number of circuits on a first semiconductor element switch at the same time, so-called simultaneous switching noise generated in a power supply unit or noise called ground bounce is suppressed, and the second semiconductor element has A semiconductor device capable of preventing a malfunction is provided. A first semiconductor element and an electrode pad of the first semiconductor element are connected to each other through bumps.
A second semiconductor element 2 electrically connected to the
Power supply to the second semiconductor element 2
It is performed from an independent separate system without passing through. An external circuit independent of the circuit of the second semiconductor element 2 is provided in the second semiconductor element 2, and the feed line is connected to the first semiconductor element 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電子部品を実装
する実装分野におけるマルチチップモジュールなどに適
用される半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device applied to a multi-chip module in a mounting field for mounting electronic components.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器は益々、小型化、高機能
化、動作速度の高速化、およびモジュール化が進行して
いる。また、これらマルチチップモジュールの中に、半
導体素子上にさらに別の半導体素子を搭載し、1つのパ
ッケージ内に搭載する構成のものも提案されている。以
後、このようなマルチチップモジュールを通常の基板を
用いたマルチチップモジュールと区別するため、便宜上
システムモジュールと呼ぶこととする。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been increasingly miniaturized, enhanced in function, increased in operating speed, and modularized. Further, among these multi-chip modules, there has been proposed a configuration in which another semiconductor element is mounted on a semiconductor element and mounted in one package. Hereinafter, such a multi-chip module will be referred to as a system module for convenience in order to distinguish it from a multi-chip module using a normal substrate.

【0003】以下図面を参照しながら、従来のシステム
モジュールの一例について説明する。図6は従来のシス
テムモジュールの半導体素子接合部の断面構成を示すも
のである。図6において、51は第1の半導体素子であ
る。52は第1の半導体素子51の電極パッド、53は電極パ
ッド52上に形成されたバリアメタル層、54は第1の半導
体素子51上のパッシベーション膜、55ははんだ等から形
成される金属突起(以下バンプと呼ぶ)、56は第2の半
導体素子である。57は第2の半導体素子56の電極パッ
ド、58は電極パッド57上に形成されたバリアメタル層、
59は第2の半導体素子56上のパッシベーション膜を表
す。また、60は絶縁樹脂を示す。半導体素子51,56 はバ
ンプ55を介してフリップチップ実装法により搭載され
る。
Hereinafter, an example of a conventional system module will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor element junction of a conventional system module. In FIG. 6, reference numeral 51 denotes a first semiconductor element. 52 is an electrode pad of the first semiconductor element 51, 53 is a barrier metal layer formed on the electrode pad 52, 54 is a passivation film on the first semiconductor element 51, 55 is a metal projection ( Reference numeral 56 denotes a second semiconductor element. 57 is an electrode pad of the second semiconductor element 56, 58 is a barrier metal layer formed on the electrode pad 57,
Reference numeral 59 denotes a passivation film on the second semiconductor element 56. Reference numeral 60 denotes an insulating resin. The semiconductor elements 51 and 56 are mounted via the bumps 55 by a flip chip mounting method.

【0004】図7に従来のシステムモジュールのチップ
同士の接合工程部分の工程の一例を示す。同図(a)の
ように、第1の半導体素子51、および第2の半導体素子
56上少なくとも一方にEB蒸着法等を用い、Ti、P
d、Au等のバリアメタル層53、58 を形成する。次に
(b)のように第1、第2の半導体素子51、56の少なく
とも一方の電極パッド52、57を除く部分をフォトリソグ
ラフィーの技術を用いフォトレジスト61により覆う。
(c)のように第1、第2の半導体素子51、56の少なく
とも一方も電極パッド52、57上に電解めっき法等によ
り、Pb、Snをめっきする。(d)のようにフォトレ
ジスト61を除去し、バリアメタルを王水、フッ酸等によ
り除去し、バンプ55を形成する。(e)のように第1、
第2の半導体素子51、56上のバンプ55同士、またはその
うちのいずれか一方たとえば第1の半導体素子51上のみ
にバンプ55が形成された場合、バンプ55と第2の半導体
素子56の電極パッド57を位置合わせし加圧ツール62によ
り加圧、加熱を行う。最後に(f)のように絶縁樹脂60
を第1、第2の半導体素子51、56中に注入し、樹脂60を
硬化させ第2の半導体素子56上への第1の半導体素子51
の搭載を完了する。
[0004] FIG. 7 shows an example of a process of a joining process portion of chips of a conventional system module. As shown in FIG. 2A, a first semiconductor element 51 and a second semiconductor element
56 At least one of the layers is made of Ti, P
The barrier metal layers 53 and 58 of d, Au, etc. are formed. Next, as shown in FIG. 3B, a portion excluding at least one of the electrode pads 52 and 57 of the first and second semiconductor elements 51 and 56 is covered with a photoresist 61 by using a photolithography technique.
As shown in (c), at least one of the first and second semiconductor elements 51 and 56 is also plated with Pb and Sn on the electrode pads 52 and 57 by an electrolytic plating method or the like. As shown in (d), the photoresist 61 is removed, and the barrier metal is removed by using aqua regia, hydrofluoric acid or the like to form the bump 55. First, as in (e),
When the bumps 55 on the second semiconductor elements 51 and 56 are formed on each other or on one of them, for example, only on the first semiconductor element 51, the bumps 55 and the electrode pads of the second semiconductor element 56 are formed. 57 is positioned and pressurization and heating are performed by the pressurization tool 62. Finally, as shown in FIG.
Is injected into the first and second semiconductor elements 51 and 56, the resin 60 is cured, and the first semiconductor element 51 is placed on the second semiconductor element 56.
Complete the installation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、第1、第2の半導体素子51、56は対向し
た状態で、かつ第2の半導体素子56上に第1の半導体素
子51が搭載された構成において、第1の半導体素子51へ
の電源の供給は第2の半導体素子56を介して行われる。
第1の半導体素子51上の回路が同時に多数スイッチング
した場合、電源部にいわゆる同時スイッチングノイズ、
またはグランドバウンズと呼ばれるノイズが発生する。
このとき第2の半導体素子56への電源供給線路にもノイ
ズが発生し、第2の半導体素子56の動作に誤動作が発生
するという問題点を有していた。
However, in the above configuration, the first and second semiconductor elements 51 and 56 face each other, and the first semiconductor element 51 is placed on the second semiconductor element 56. In the mounted configuration, power is supplied to the first semiconductor element 51 via the second semiconductor element 56.
When a large number of circuits on the first semiconductor element 51 switch at the same time, so-called simultaneous switching noise is generated in the power supply unit.
Or noise called ground bounce occurs.
At this time, noise also occurs in the power supply line to the second semiconductor element 56, and the operation of the second semiconductor element 56 has a problem of malfunction.

【0006】この発明は、上記問題点に鑑み、たとえば
第1の半導体素子上の回路が同時に多数スイッチングし
た場合、電源部に発生するいわゆる同時スイッチングノ
イズ、またはグランドバウンズと呼ばれるノイズを抑制
し、第2の半導体素子の誤動作を防止することができる
半導体装置を提供することを目的とするものである。
In view of the above problems, the present invention suppresses so-called simultaneous switching noise generated in a power supply unit or noise called ground bounce when, for example, a large number of circuits on a first semiconductor element switch at the same time. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing a malfunction of the second semiconductor element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置
は、第1の半導体素子と、この第1の半導体素子の電極
パッドを金属突起を介して電極パッドに電気的に接続し
た第2の半導体素子とを備え、第1の半導体素子および
第2の半導体素子の一方への電源の供給が、他方を介さ
ずに独立した別系統より行なわれることを特徴とするも
のである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a first semiconductor element; and a second semiconductor element having an electrode pad electrically connected to the electrode pad via a metal protrusion. A first semiconductor element and a second semiconductor element, wherein power is supplied to one of the first semiconductor element and the second semiconductor element from another independent system without passing through the other.

【0008】請求項1の半導体装置によれば、第1、第
2の半導体素子の電源系は独立したものとなり、たとえ
ば第1の半導体素子上の回路が同時に多数スイッチング
した場合、第2の半導体素子の電源部に発生するいわゆ
る同時スイッチングノイズ、またはグランドバウンズと
呼ばれるノイズを抑制することができ、第2の半導体素
子の誤動作を防止することができる。
According to the semiconductor device of the first aspect, the power supply system of the first and second semiconductor elements becomes independent. For example, when a large number of circuits on the first semiconductor element switch at the same time, the second semiconductor element It is possible to suppress so-called simultaneous switching noise or noise called ground bounce generated in a power supply portion of the element, and to prevent malfunction of the second semiconductor element.

【0009】請求項2の半導体装置は、請求項1におい
て、第1の半導体素子が第2の半導体素子上に搭載さ
れ、第2の半導体素子上に第2の半導体素子上の回路と
独立して外部回路に接続される第1の半導体素子用の給
電線路を有するものである。請求項2の半導体装置によ
れば、請求項1と同様な効果がある。請求項3の半導体
装置は、請求項1において、第1の半導体素子が第2の
半導体素子上に搭載され、第1の半導体素子への給電部
分近傍の電源線路と接地間にコンデンサを有するもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the first semiconductor element is mounted on the second semiconductor element, and the second semiconductor element is provided on the second semiconductor element independently of the circuit on the second semiconductor element. And a power supply line for the first semiconductor element connected to an external circuit. According to the semiconductor device of the second aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained. According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the first semiconductor element is mounted on the second semiconductor element, and a capacitor is provided between a power supply line near a power supply portion to the first semiconductor element and ground. It is.

【0010】請求項3の半導体装置によれば、たとえば
第1の半導体素子上の回路が同時に多数スイッチングし
た場合、電源部に発生するいわゆる同時スイッチングノ
イズ、またはグランドバウンズと呼ばれるノイズをパス
用コンデンサより逃がすことができ、これらの影響を抑
制することが可能となる。請求項4の半導体装置は、請
求項3において、コンデンサは高誘電率薄膜であり、第
2の半導体素子上に設けられているものである。
According to the semiconductor device of the third aspect, for example, when a large number of circuits on the first semiconductor element switch at the same time, so-called simultaneous switching noise generated in the power supply unit or noise called ground bounce is generated by the pass capacitor. It is possible to escape, and it is possible to suppress these effects. According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the third aspect, the capacitor is a high dielectric constant thin film, and is provided on the second semiconductor element.

【0011】請求項4の半導体装置によれば、請求項3
と同様な効果がある。
[0011] According to the semiconductor device of the fourth aspect, the third aspect is provided.
Has the same effect as.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図1から図5を用いて説明する。 (第1の実施の形態)図1は、この発明の第1の実施の
形態におけるシステムモジュールを真上から眺めた場合
の電源供給部分を模しき的に示した平面図である。図1
において、1は第1の半導体素子、2は第2の半導体素
子、3は第2の半導体素子2の模しき図で表した電源
部、4は第2の半導体素子2上を介して第1の半導体素
子1へ電源を供給する第2の半導体装置2と独立した模
しき図で表した給電線路(電源供給ライン)、5は第2
の半導体素子2の外部パッドを示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. (First Embodiment) FIG. 1 is a plan view schematically showing a power supply portion when a system module according to a first embodiment of the present invention is viewed from directly above. FIG.
In the figure, 1 is a first semiconductor element, 2 is a second semiconductor element, 3 is a power supply section shown in a schematic diagram of the second semiconductor element 2, and 4 is a first semiconductor element via the second semiconductor element 2. A power supply line (power supply line) shown in a schematic diagram independent of the second semiconductor device 2 for supplying power to the semiconductor element 1,
FIG.

【0013】図2(a)は図1に示したモジュールの断
面模しき図である。6は金属突起であるバンプ、7は第
1の半導体素子1のバンプ6に接続される電極パッド、
8は第2の半導体素子のバンプ6に接続される電極パッ
ド、9は絶縁樹脂を示す。この半導体装置は、第1の半
導体素子1と、この第1の半導体素子1の電極パッド7
をバンプ6を介して電極パッド8に電気的に接続した第
2の半導体素子2とを備え、第1の半導体素子1および
第2半導体素子2の一方への電源の供給が、他方を介さ
ずに独立した別系統より行なわれる。この場合、第1の
半導体素子1が第2の半導体素子2上に搭載され、第2
の半導体素子2上に第2の半導体素子2上の回路と独立
した外部回路を設け、外部回路の給電線路4に第1の半
導体素子1を接続している。
FIG. 2A is a schematic sectional view of the module shown in FIG. 6 is a bump which is a metal protrusion, 7 is an electrode pad connected to the bump 6 of the first semiconductor element 1,
Reference numeral 8 denotes an electrode pad connected to the bump 6 of the second semiconductor element, and 9 denotes an insulating resin. This semiconductor device includes a first semiconductor element 1 and an electrode pad 7 of the first semiconductor element 1.
And a second semiconductor element 2 electrically connected to the electrode pad 8 via the bump 6 so that power is supplied to one of the first semiconductor element 1 and the second semiconductor element 2 without passing through the other. It is carried out from a separate independent system. In this case, the first semiconductor element 1 is mounted on the second semiconductor element 2,
An external circuit independent of the circuit on the second semiconductor element 2 is provided on the semiconductor element 2, and the first semiconductor element 1 is connected to the feed line 4 of the external circuit.

【0014】図3は第1の実施の形態におけるシステム
モジュールの半導体素子搭載部の製造工程の一例を示
す。同図(a)のように第1の半導体素子1の電極パッ
ド7上に無電解めっき法等を用いてNiコアAu等より
なるバンプ6(たとえばほぼ純Ni(純度95%程度)
のNiバンプを作製し、その表面に薄膜(0.1μm程
度の厚み)のAu(純度95%以上)を形成したバン
プ)を形成する。バンプ6はAuのみの構成、Sn、P
b(鉛−錫系はんだ)、またはIn、Sn(インジウム
−錫系はんだ)等から構成されるはんだバンプ等でもよ
い。また、転写バンプ法による形成も可能である。バン
プ6の径は、NiコアAuバンプ、Auバンプの場合は
5μmから100μm、はんだバンプの場合は100μ
m程度のものを用いる。また、バンプ6は第1の半導体
素子1上、第2の半導体素子2上の両方に形成すること
も可能であり、第2の半導体素子2のみに形成すること
も可能である。次ぎに(b)のように、第2の半導体素
子2の電極パッド8と対応する第1の半導体素子1上の
バンプ6を位置合わせする。(c)のように、加圧、加
熱ツール11を用いて第1、第2の半導体素子1、2を
バンプ1つあたり0.1グラムから100グラム程度の
加圧力、250℃から450℃程度の温度で加圧、加熱
し、Au−Au合金接合する。また、一方の半導体素子
の電極パッド表面のみAuが形成されており、対向する
他方の半導体素子上電極パッドに加工が施されておら
ず、通常のAlパッドのままのときはAu−Al合金接
合する。はんだ合金接合の場合は60℃から250℃程
度の温度で、第1の半導体素子1の自重から数グラム程
度の圧力で加圧、加熱し、第1の半導体素子1を第2の
半導体素子2上に搭載する。このとき、合金接合以外に
も、COG法として広く知られている絶縁樹脂を介した
接合法を用いたMBB(マイクロバンプボンディング)
法等のフリップチップ法を用いてもよい。次ぎに(d)
のように、第1の半導体素子1と第2の半導体素子2の
間に絶縁樹脂9を注入し、硬化させる。
FIG. 3 shows an example of a manufacturing process of the semiconductor element mounting portion of the system module according to the first embodiment. As shown in FIG. 1A, a bump 6 made of Ni core Au or the like is formed on an electrode pad 7 of the first semiconductor element 1 by electroless plating or the like (for example, almost pure Ni (purity of about 95%)).
Is formed, and a thin film (having a thickness of about 0.1 μm) of Au (having a purity of 95% or more) is formed on the surface of the Ni bump. Bump 6 is composed of Au only, Sn, P
b (lead-tin-based solder) or a solder bump made of In, Sn (indium-tin-based solder), or the like. Further, formation by a transfer bump method is also possible. The diameter of the bump 6 is 5 μm to 100 μm for the Ni core Au bump and Au bump, and 100 μm for the solder bump.
m is used. In addition, the bumps 6 can be formed on both the first semiconductor element 1 and the second semiconductor element 2, or can be formed only on the second semiconductor element 2. Next, as shown in (b), the bumps 6 on the first semiconductor element 1 corresponding to the electrode pads 8 of the second semiconductor element 2 are aligned. As shown in (c), the first and second semiconductor elements 1 and 2 are pressed using a pressurizing and heating tool 11 at a pressure of about 0.1 to 100 grams per bump, and at a temperature of about 250 to 450 ° C. Then, pressure and heat are applied at a temperature of Au to join the Au-Au alloy. Further, when Au is formed only on the surface of the electrode pad of one semiconductor element, and the electrode pad on the other semiconductor element facing the other element is not processed and a normal Al pad is used, Au-Al alloy bonding is performed. I do. In the case of solder alloy bonding, the first semiconductor element 1 is pressed and heated at a temperature of about 60 ° C. to about 250 ° C. and a pressure of about several grams from the weight of the first semiconductor element 1 so that the first semiconductor element 1 is Mount on top. At this time, in addition to alloy bonding, MBB (microbump bonding) using a bonding method via an insulating resin widely known as a COG method.
A flip chip method such as a method may be used. Next (d)
As described above, the insulating resin 9 is injected between the first semiconductor element 1 and the second semiconductor element 2 and cured.

【0015】以上のように、第2の半導体素子2上に少
なくとも1つ以上の、第2の半導体素子2上の回路と独
立した外部回路からの第1の半導体素子1への給電線路
4を有する構造を用いることにより、第1、第2の半導
体素子1、2の電源系は独立したものとなり、第1の半
導体素子1上の回路が同時に多数スイッチングした場
合、電源部に発生するいわゆる同時スイッチングノイ
ズ、またはグランドバウンズと呼ばれるノイズを無関係
にすることが可能となる。
As described above, at least one or more power supply lines 4 from the external circuit independent of the circuit on the second semiconductor element 2 to the first semiconductor element 1 are provided on the second semiconductor element 2. With the use of the structure having the above structure, the power supply systems of the first and second semiconductor elements 1 and 2 become independent, and when a large number of circuits on the first semiconductor element 1 switch simultaneously, a so-called simultaneous Switching noise or noise called ground bounce can be made irrelevant.

【0016】またこの時、第2の半導体素子2の表面を
介さず、第1の半導体素子1に図2(b)に示すように
バイアホール10を形成し、給電線路4を第1の半導体
素子1上に形成し、第1の半導体素子1に直接電源を供
給することも可能である。なお、外部回路および給電線
路4は1以上あってもよい。 (第2の実施の形態)図4は、この発明の第2の実施の
形態におけるシステムモジュールを第1の半導体素子3
1の真上から透写した平面構造を示したものである。図
4において、31は第1の半導体素子、32は第2の半
導体素子、33は第2の半導体素子32および第1の半
導体素子31の模しき図で表した電源部、34は第2の
半導体素子32上を介して第2の半導体素子32の電源
線路33aすなわち電源を供給する部分と接地ライン3
5との間に挿入されるコンデンサを示す。コンデンサ3
4はSTR(ストロンチウムチタン酸:SrTiO3 )
等の高誘電体膜、またはセラミックチップコンデンサを
はんだ付け等で接続されたものでも良い。36は第2の
半導体素子32の外部パッドを示す。また、37は絶縁
樹脂を示す。
At this time, via holes 10 are formed in the first semiconductor element 1 without passing through the surface of the second semiconductor element 2 as shown in FIG. It is also possible to form on the element 1 and directly supply power to the first semiconductor element 1. The external circuit and the power supply line 4 may be one or more. (Second Embodiment) FIG. 4 shows a system module according to a second embodiment of the present invention,
1 is a plan view showing a planar structure that is seen from directly above the sample No. 1. In FIG. 4, reference numeral 31 denotes a first semiconductor element, 32 denotes a second semiconductor element, 33 denotes a power supply unit shown in a schematic view of the second semiconductor element 32 and the first semiconductor element 31, and 34 denotes a second semiconductor element. The power supply line 33a of the second semiconductor element 32 via the semiconductor element 32, that is, the power supply portion and the ground line 3
5 shows a capacitor inserted between the first and second capacitors. Capacitor 3
4 is STR (strontium titanate: SrTiO3)
Or the like, or a ceramic chip capacitor connected by soldering or the like. 36 denotes an external pad of the second semiconductor element 32. Reference numeral 37 denotes an insulating resin.

【0017】この半導体装置は、第1の半導体素子31
が第2の半導体素子32上に搭載され、第1の半導体素
子31への給電部分近傍の電源線路33aと接地間にコ
ンデンサ34を有するものである。図5は、第2の実施
の形態におけるシステムモジュールの半導体素子搭載部
の製造工程の一例を示す。
This semiconductor device comprises a first semiconductor element 31
Are mounted on the second semiconductor element 32 and have a capacitor 34 between the power supply line 33a near the power supply portion to the first semiconductor element 31 and the ground. FIG. 5 shows an example of a manufacturing process of the semiconductor element mounting portion of the system module according to the second embodiment.

【0018】(a)のように、第2の半導体素子32上
の電源部33と接地ライン35間にSTR等の高誘電率
薄膜等よりなるコンデンサ34をスパッタ法等により形
成し、他の工程を終了した後保護膜42を形成する。次
に(b)のように、第1の半導体素子31の電極パッド
38上に無電解めっき法等を用いてNiコアAu等より
なるバンプ39を形成する。バンプ39はAuのみの構
成、Sn、Pb(鉛−錫系はんだ)、またはIn、Sn
(インジウム−錫系はんだ)等から構成されるはんだバ
ンプ等でもよい。また、転写バンプ法による形成も可能
である。バンプ39の径は、NiコアAuバンプ、Au
バンプの場合は5μmから100μm、はんだバンプの
場合は100μm程度のものを用いる。また、バンプ3
9は第1の半導体素子31上、第2の半導体素子32上
の両方に形成することも可能であり、第2の半導体素子
32上のみに形成することも可能である。次ぎに(c)
のように、第2の半導体素子32の電極パッド40と対
応する第1の半導体素子31上のバンプ39を位置合わ
せする。(d)のように加圧、加熱ツール41を用いて
第1、第2の半導体素子31、32をバンプ1個あたり
0.1グラムから100グラム程度の加圧力、250℃
から450℃程度の温度で加圧、加熱しAu−Au合金
接合、またはAu−Al合金接合する。はんだ合金接合
の場合は60℃から250℃程度の温度で、半導体素子
31の自重から数グラム程度の圧力で加圧、加熱し第1
の半導体素子31を第2の半導体素子32上に搭載す
る。このとき、合金接合以外にも、COG法として広く
知られている絶縁樹脂を介した接合法を用いたMBB
(マイクロバンプボンディング)法等のフリップチップ
法を用いてもよい。次ぎに(e)のように、第1の半導
体素子31と第2の半導体素子32の間に絶縁樹脂37
を注入し、硬化させる。
As shown in FIG. 2A, a capacitor 34 made of a high dielectric constant thin film such as STR is formed between the power supply unit 33 and the ground line 35 on the second semiconductor element 32 by a sputtering method or the like. Is completed, a protective film 42 is formed. Next, as shown in (b), bumps 39 made of Ni core Au or the like are formed on the electrode pads 38 of the first semiconductor element 31 by using an electroless plating method or the like. The bump 39 is composed of only Au, Sn, Pb (lead-tin based solder), or In, Sn
(Indium-tin solder) or the like may be used. Further, formation by a transfer bump method is also possible. The diameter of the bump 39 is Ni core Au bump, Au
In the case of a bump, a bump having a thickness of 5 μm to 100 μm is used, and in the case of a solder bump, a bump having a thickness of about 100 μm is used. Also, bump 3
9 can be formed on both the first semiconductor element 31 and the second semiconductor element 32, or can be formed only on the second semiconductor element 32. Next (c)
As described above, the bump 39 on the first semiconductor element 31 corresponding to the electrode pad 40 of the second semiconductor element 32 is aligned. As shown in (d), the first and second semiconductor elements 31 and 32 are pressed by using the pressing and heating tool 41 at a pressure of about 0.1 to 100 grams per bump at 250 ° C.
And then heated at a temperature of about 450 ° C. to perform Au—Au alloy bonding or Au—Al alloy bonding. In the case of solder alloy joining, the first element is pressurized and heated at a temperature of about 60 ° C. to 250 ° C. and a pressure of about several grams from the weight of the semiconductor element 31.
Is mounted on the second semiconductor element 32. At this time, in addition to alloy bonding, MBB using a bonding method via an insulating resin widely known as a COG method is used.
A flip chip method such as a (micro bump bonding) method may be used. Next, as shown in (e), an insulating resin 37 is provided between the first semiconductor element 31 and the second semiconductor element 32.
And cure.

【0019】なお、STR等は第2の半導体素子32上
に形成したが、第1の半導体素子31上にも形成可能で
ある。また、STR等の薄膜コンデンサ34以外にも、
接続パッドを設けチップコンデンサ等をはんだづけ等で
搭載することも可能である。以上のように、第2の半導
体素子32上に第1の半導体素子31を対向させそれぞ
れの対応する金属突起を介して電気的に接続し、第2の
半導体素子32を介して第1の半導体素子31へ電源を
供給する構造において、第1の半導体素子31への給電
部分近傍の第2の半導体素子32上の電源線路と接地間
に高誘電率薄膜等よりなるコンデンサ34を配置した構
造により半導体装置を構成することにより、第1の半導
体素子31上の回路が同時に多数スイッチングした場
合、電源部に発生するいわゆる同時スイッチングノイ
ズ、またはグランドバウンズと呼ばれるノイズをパスコ
ンデンサより逃がすことができ、これらの影響を抑制す
ることが可能となる。
Although the STR and the like are formed on the second semiconductor element 32, they can also be formed on the first semiconductor element 31. In addition to the thin film capacitor 34 such as STR,
It is also possible to provide connection pads and mount chip capacitors and the like by soldering or the like. As described above, the first semiconductor element 31 is opposed to the second semiconductor element 32 and is electrically connected through the corresponding metal protrusions, and the first semiconductor element 31 is connected to the first semiconductor element 32 via the second semiconductor element 32. In the structure for supplying power to the element 31, a capacitor 34 made of a high dielectric constant thin film or the like is arranged between the power supply line on the second semiconductor element 32 and the ground in the vicinity of the power supply part to the first semiconductor element 31. By configuring the semiconductor device, when a large number of circuits on the first semiconductor element 31 switch simultaneously, so-called simultaneous switching noise generated in the power supply unit or noise called ground bounce can be released from the pass capacitor. Can be suppressed.

【0020】[0020]

【発明の効果】請求項1の半導体装置によれば、第1、
第2の半導体素子の電源系は独立したものとなり、たと
えば第1の半導体素子上の回路が同時に多数スイッチン
グした場合、第2の半導体素子の電源部に発生するいわ
ゆる同時スイッチングノイズ、またはグランドバウンズ
と呼ばれるノイズを抑制することができ、第2の半導体
素子の誤動作を防止することができる。
According to the semiconductor device of the first aspect, first,
The power supply system of the second semiconductor element is independent. For example, when a large number of circuits on the first semiconductor element switch at the same time, so-called simultaneous switching noise or ground bounce generated in the power supply section of the second semiconductor element. Called noise can be suppressed, and malfunction of the second semiconductor element can be prevented.

【0021】請求項2の半導体装置によれば、請求項1
と同様な効果がある。請求項3の半導体装置によれば、
たとえば第1の半導体素子上の回路が同時に多数スイッ
チングした場合、電源部に発生するいわゆる同時スイッ
チングノイズ、またはグランドバウンズと呼ばれるノイ
ズをパス用コンデンサより逃がすことができ、これらの
影響を抑制することが可能となる。
According to the semiconductor device of the second aspect, the first aspect
Has the same effect as. According to the semiconductor device of claim 3,
For example, when a large number of circuits on the first semiconductor element switch at the same time, so-called simultaneous switching noise generated in the power supply unit or noise called ground bounce can be released from the pass capacitor, and these effects can be suppressed. It becomes possible.

【0022】請求項4の半導体装置によれば、請求項3
と同様な効果がある。
According to the semiconductor device of claim 4, according to claim 3,
Has the same effect as.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態におけるシステム
モジュールの平面模しき図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a system module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)および(b)はその断面模しき図であ
る。
FIGS. 2 (a) and (b) are cross-sectional schematic views.

【図3】第1の実施の形態におけるシステムモジュール
の製造工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the system module according to the first embodiment.

【図4】第2の実施の形態におけるシステムモジュール
の平面模しき図である。
FIG. 4 is a schematic plan view of a system module according to a second embodiment.

【図5】第2の実施の形態におけるシステムモジュール
の製造工程図である。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of a system module according to a second embodiment.

【図6】従来例におけるシステムモジュールの半導体接
合部を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a semiconductor junction of a system module in a conventional example.

【図7】従来例におけるシステムモジュールの半導体接
合部の製造工程図である。
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of a semiconductor junction of a system module in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の半導体素子 2 第2の半導体素子 3 第2の半導体素子の電源部 4 給電線路 5 第2の半導体素子の外部パッド 6 バンプ 7 電極パッド 8 電極パッド 9 絶縁樹脂 31 第1の半導体素子 32 第2の半導体素子 33 第1の半導体素子および第2の半導体素子の電
源部 33a 電源線路 34 コンデンサ 35 接地ライン 36 第2の半導体素子の外部パッド 37 絶縁樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st semiconductor element 2 2nd semiconductor element 3 Power supply part of 2nd semiconductor element 4 Power supply line 5 External pad of 2nd semiconductor element 6 Bump 7 Electrode pad 8 Electrode pad 9 Insulating resin 31 1st semiconductor element Reference Signs List 32 second semiconductor element 33 power supply section of first semiconductor element and second semiconductor element 33a power supply line 34 capacitor 35 ground line 36 external pad of second semiconductor element 37 insulating resin

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の半導体素子と、この第1の半導体
素子の電極パッドを金属突起を介して電極パッドに電気
的に接続した第2の半導体素子とを備え、前記第1の半
導体素子および前記第2の半導体素子の一方への電源の
供給が、他方を介さずに独立した別系統より行なわれる
ことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a first semiconductor element; and a second semiconductor element in which an electrode pad of the first semiconductor element is electrically connected to the electrode pad via a metal protrusion. And a power supply to one of the second semiconductor elements is performed from an independent and separate system without through the other.
【請求項2】 第1の半導体素子が第2の半導体素子上
に搭載され、前記第2の半導体素子上に前記第2の半導
体素子上の回路と独立した外部回路を設け、この外部回
路の給電線路に第1の半導体素子を接続している請求項
1記載の半導体装置。
2. A first semiconductor device is mounted on a second semiconductor device, and an external circuit independent of a circuit on the second semiconductor device is provided on the second semiconductor device. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor element is connected to the power supply line.
【請求項3】 第1の半導体素子が第2の半導体素子上
に搭載され、前記第1の半導体素子への給電部分近傍の
電源線路と接地間にコンデンサを有する請求項1記載の
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor element is mounted on the second semiconductor element, and a capacitor is provided between a power supply line near a power supply portion to the first semiconductor element and ground.
【請求項4】 コンデンサは高誘電率薄膜であり、第2
の半導体素子上に設けられている請求項3記載の半導体
装置。
4. The capacitor is a thin film having a high dielectric constant.
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein said semiconductor device is provided on said semiconductor element.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005093834A1 (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Nec Corporation Chip stacking semiconductor device
US7335592B2 (en) 2003-03-25 2008-02-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Wafer level package, multi-package stack, and method of manufacturing the same

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