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TWI499025B - 半導體裝置及其製造方法與電子裝置 - Google Patents

半導體裝置及其製造方法與電子裝置 Download PDF

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TWI499025B
TWI499025B TW100112831A TW100112831A TWI499025B TW I499025 B TWI499025 B TW I499025B TW 100112831 A TW100112831 A TW 100112831A TW 100112831 A TW100112831 A TW 100112831A TW I499025 B TWI499025 B TW I499025B
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脇山悟
尾崎裕司
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新力股份有限公司
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Description

半導體裝置及其製造方法與電子裝置
本發明係關於一種半導體裝置、一種用於製造其之方法，及一種電子裝置，且特定言之係關於一種藉由將一第二半導體晶片安裝於具有一電子電路區段(諸如，一固態成像元件區段或類似物)之一第一半導體晶片上而封裝之半導體裝置、一種用於製造其之方法，及一種具有其之電子裝置。
本申請案包含2010年5月14日向日本專利局申請之日本優先專利申請案第JP 2010-111910號中所揭示之有關標的，該案之全文以引用之方式併入本文中。
包含複數個疊層且密封於單一封裝內以達成一半導體裝置之小型化、高功能性等之半導體晶片之所謂一疊晶式(CoC)封裝之一封裝結構業已實用化。
該CoC封裝亦應用至(例如)一結構，其中疊層一記憶體元件及一處理器元件，且該CoC封裝已實際用作為一SIP(系統級封裝)類型半導體裝置。
例如，當一SIP係藉由如日本專利公開案第2008-192815號(下文中稱為專利文獻1)中之一CoC封裝而形成時，對於一上部半導體晶片與一下部半導體晶片之間的連接主要考慮使用覆晶連接。
在將覆晶連接係應用至一CoC封裝中的諸半導體晶片之間的連接之情況中，一第一半導體晶片(下階段側半導體晶片)係安裝於具有一外部連接端子及類似物之一佈線板上。
一第二半導體晶片(上階段側半導體晶片)係覆晶連接至該第一半導體晶片。
亦即，該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的電性及機械連接係藉由將設置於該第一半導體晶片之上表面之一凸塊電極、與設置於該第二半導體晶片之下表面上的一凸塊電極彼此連接而達成。
此外，一側填滿樹脂層被填入該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙中，以增進連接可靠性等。
例如，日本專利公開案第2005-276879號、第2008-252027號及第2008-124140號(在下文中分別稱為專利文獻2、3及4)揭示用於形成一壩之技術，該壩係在以該側填滿樹脂層填充該CoC封裝之該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙之結構之情況中，用於阻止該側填滿樹脂層之流動。
該壩主要意欲防止由該側填滿樹脂層流入一電子電路區段(諸如，形成於該第二半導體晶片之一安裝區域之一周邊部分中的該第一半導體晶片中的一A1電極)中所引起之樹脂污染。
在上述構造之CoC封裝中，在樹脂固化反應期間會自該側填滿樹脂層之形成於該第二半導體晶片之該周邊部分上之一填角散發一反應氣體。
在專利文獻1至4中，當縮短該電子電路區段(諸如，該A1電極及類似物)與該上部半導體晶片之間的一距離以使該CoC封裝小型化時，上述氣體會污染該電子電路區段，諸如該A1電極等。
結果導致發生導線接合故障及可靠性降低，因而難以使該CoC封裝小型化。
此外，在於該下部半導體晶片上形成一固態成像元件之一情況中，即使當一壩係形成於該固態成像元件區段與該上部半導體晶片之間時，該成像元件區段亦會被自該上述側填滿樹脂層之填角所散發之反應氣體所污染，而使得一成像特性降低。
此外，已有研究一種半導體裝置，其中於一玻璃基板或類似物上形成重新佈線，且以覆晶連接其上形成有一固態成像區段之一半導體晶片。
為防止保護一凸塊電極之一樹脂污染該固態成像區段之光接收表面，已有研究一種技術，其係用於在該凸塊電極與其上形成有該固態成像區段之該半導體晶片之間形成一壩。
然而，參考日本專利公開案第2007-533131號、第2002-118207號及第Hei 06-204442號(在下文中分別指專利文獻5、6及7)及類似物顯示出：由一樹脂製成之一壩係僅形成於該玻璃基板之側上，因而對於其上形成有該固態成像區段之該半導體晶片之側之一密封性質存在疑問。
此外，此技術本質上僅在一經疊層之半導體晶片或其上形成有一固態成像區段之該半導體晶片之一周邊部分上形成一凸塊電極。
此外，在專利文獻6及7中所揭示之諸半導體裝置中，在一Al電極之側上未形成壩，且因此存在該Al電極被污染之虞。
待解決之一問題在於，當縮短形成於該下部半導體晶片上之該電子電路區段與該上部半導體晶片之間的距離時，該電子電路區段會被自該上部半導體晶片與該下部半導體晶片之間的該填充樹脂層之填角所散發之反應氣體污染。
因此，難以藉由縮短該上部半導體晶片與形成於該下部半導體晶片上之該電子電路區段之間的距離而達成該半導體裝置之小型化及一較高程度之集成化。
根據本發明之一實施例，提供一種半導體裝置，其包括：一第一半導體晶片，其具有至少形成於該第一半導體晶片之一表面上的一電子電路區段，且具有形成於與形成該電子電路區段之表面相同之一表面上的一第一連接區段；一第二半導體晶片，其具有形成於該第二半導體晶片之一表面上的一第二連接區段，且以凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上；一壩，其經形成以填充於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中的該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該電子電路區段之一區域之一側上；及一側填滿樹脂層，其填入該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之一側突出。
在根據本發明之上述實施例之該半導體裝置中，具有形成於該第二半導體晶片之一表面上的一第二連接區段之一第二半導體晶片，係安裝於具有至少形成於該第一半導體晶片之一表面上的一電子電路區段、且具有形成於與形成該電子電路區段之表面相同之一表面上的一第一連接區段之一第一半導體晶片上，其中該第一半導體晶片及該第二半導體晶片藉由一凸塊而在該第一連接區段及該第二連接區段彼此連接。
在此情況中，用於填充該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙之一壩係形成於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該電子電路區段之一區域之一側上。
一側填滿樹脂層係填入該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之一側突出。
此外，根據本發明之一實施例，提供一種用於製造一半導體裝置之方法，該方法包含如下步驟：在一第一半導體晶片之一表面上至少形成一電子電路區段；及在與形成該電子電路區段之表面相同之一表面上形成一第一連接區段；在一第二半導體晶片之一表面上形成一第二連接區段；以凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上；形成一壩，其用於填充於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中的該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該電子電路區段之一區域之一側上；且形成一側填滿樹脂層，比將該側填滿樹脂層填充於該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之一側突出。
在用於製造根據本發明之上述實施例之該半導體裝置之方法中，在一第一半導體晶片之一表面上至少形成一電子電路區段，且在與形成該電子電路區段之表面相同之一表面上形成一第一連接區段。
此外，在一第二半導體晶片之一表面上形成一第二連接區段。
接著，以凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上。
在上文中，用於填充該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙之一壩係形成於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分上，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該電子電路區段之一區域之一側上。
接著，形成一側填滿樹脂層以填入該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之一側突出。
根據本發明之一實施例，提供一種電子裝置，其包括：一固態成像裝置；一光學系統，其用於引導入射光至該固態成像裝置之一成像區段；及一信號處理電路，其用於處理該固態成像裝置之一輸出信號；其中該固態成像裝置包含：一第一半導體晶片，其具有至少形成於該第一半導體晶片之一表面上的一固態成像區段，且具有形成於與形成該固態成像區段之表面相同之一表面上的一第一連接區段；一第二半導體晶片，其具有形成於該第二半導體晶片之一表面上的一第二連接區段，且以凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上；一壩，其經形成以填充於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中的該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該固態成像區段之一區域之一側上；及一側填滿樹脂層，其填入該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該固態成像區段之一側突出。
根據本發明之上述實施例之該電子裝置包含：一固態成像裝置；一光學系統，其用於引導入射光至該固態成像裝置之一成像區段；及一信號處理電路，其用於處理該固態成像裝置之一輸出信號。
在該固態成像裝置中，一第二半導體晶片係安裝於一第一半導體晶片上，上述第二半導體晶片具有形成於該第二半導體晶片之一表面上的一第二連接區段，而上述第一半導體晶片具有至少形成於該第一半導體晶片之一表面上的一固態成像區段，且具有形成於與形成該固態成像區段之表面相同之一表面上之一第一連接區段；該第一半導體晶片及該第二半導體晶片係藉由一凸塊而在該第一連接區段及該第二連接區段彼此連接。此外，用於填充於該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙之一壩係形成於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該固態成像區段之一區域之一側上。此外，一側填滿樹脂層係填入該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該固態成像區段之一側突出。
在根據本發明之上述實施例之該半導體裝置中，該壩防止該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之側突出。因此，在該電子電路區段之附近未形成該側填滿樹脂層之填角，而可防止由自該填角散發之一反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，可縮短形成於該第一半導體晶片上的該電子電路區段與該第二半導體晶片之間的距離，因而可達成該半導體裝置之小型化及一較高程度之集成化。
用於製造根據本發明之上述實施例之該半導體裝置之方法中形成該壩，以防止該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之側突出。因此，在該電子電路區段之附近未形成該側填滿樹脂層之填角，而可防止由自該填角散發之一反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，可縮短形成於該第一半導體晶片上的該電子電路區段與該第二半導體晶片之間的距離，因而可達成該半導體裝置之小型化及一較高程度之集成化。
在形成根據本發明之上述實施例之該電子裝置之該固態成像裝置中，該壩防止該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該電子電路區段之側突出。因此，在該電子電路區段之附近未形成該側填滿樹脂層之填角，而可防止由自該填角散發之一反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，可縮短形成於該第一半導體晶片上的該固態成像區段與該第二半導體晶片之間的距離，因而可達成該半導體裝置之小型化及一較高程度之集成化。
下文將參考圖式，描述根據本發明之一固態成像裝置、用於製造其之一方法、一設計方法及一電子裝置之較佳實施例。
又，將按以下順序進行描述。
1.第一實施例(半導體裝置之基本構造及製造方法)
2.第二實施例(以使彼此相鄰之方式形成電子電路區段及第二半導體晶片之構造)
3.第三實施例(在沿著第二半導體晶片之外緣之形狀中形成壩之構造)
4.第四實施例(使用樹脂膜作為側填滿樹脂層之製造方法)
5.第五實施例(由樹脂形成壩之構造)
6.第六實施例(對電子裝置之應用)
<第一實施例> [半導體裝置之構造]
圖1A係根據本實施例之一半導體裝置之一平面圖。圖1B及圖1C係分別沿著圖1A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
在一第一半導體晶片10之一表面上至少形成一電子電路區段。
例如，一固態成像區段11形成作為上文所描述之該電子電路區段。
在該固態成像區段11中，例如針對各像素以使彼此分開之方式形成光電二極體，且包含光電二極體之像素係以一矩陣之形式配置以形成一光接收表面。例如，視需要在該光接收表面上形成一絕緣膜、一彩色濾光片、一晶片上透鏡等。
此外，例如，將一銲墊電極12形成作為該電子電路區段。
該銲墊電極12係由(例如)鋁形成。該銲墊電極12係埋入該第一半導體晶片10之一頂層之附近。該銲墊電極12之一部分藉由一銲墊開口部分12a而於頂面側上露出。
此外，可包含其他周邊電路區段、舉例而言諸如一比較器及一DA轉換器作為該電子電路區段。
例如，以埋入該第一半導體晶片10內之方式，形成連接於該固態成像區段11、該銲墊電極12等之內部佈線13。
在與形成有該電子電路區段之該第一半導體晶片10之表面相同之該第一半導體晶片10之表面上，形成一凸塊下膜20作為一第一連接區段。
另一方面，在一第二半導體晶片30上形成佈線31及類似物，且在該第二半導體晶片30之一表面上形成一凸塊下膜32作為一第二連接區段。
該第二半導體晶片30係安裝於該第一半導體晶片10上，該第一半導體晶片10及該第二半導體晶片30係藉由若干凸塊24而在該凸塊下膜20及該凸塊下膜32處彼此連接。
在此情況中，用於填充該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的一間隙之一壩25係形成於該第二半導體晶片30之一外緣之至少一部分上，該半導體晶片30之該外緣之該部分係在形成該電子電路區段之一區域之側上。
此外，在本實施例中，在該第一半導體晶片10之側上形成一凸塊下膜22，且在該第二半導體晶片30之側上形成一凸塊下膜34。以使該凸塊下膜22與該凸塊下膜34彼此連接之方式而形成該上述壩25。該壩25係藉由與形成該等凸塊24之一導電層相同之層而形成。除了所形成之一區域外，在若干區域中的該第一半導體晶片10上形成若干凸塊23，以填充該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的間隙。該壩25及該等凸塊23共同形成一環形形狀。
該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的間隙係以一側填滿樹脂層26予以填充，藉由該壩25防止該底部樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段之側突出。
在根據本實施例之該半導體裝置中，該側填滿樹脂層26在該第二半導體晶片30之未形成有該壩25之一周邊部分具有一填角26a。
然而，該上述壩25防止該側填滿樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段之側突出。
例如，為防止來自該填角之一反應氣體之污染，重要的是在該填角與該電子電路區段之間確保200 μm或更大之一距離。
在本實施例中，可在該側填滿樹脂層26之填角與該電子電路區段(諸如，該固態成像裝置、該銲墊電極等)之間確保200 μm或更大之一距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該底部樹脂層26之填角散發之一反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
在該上述實施例中，已顯示具有該固態成像裝置及該銲墊電極作為該電子電路區段之一構造。然而，該實施例適用於可望避免由另一反應氣體所引起之污染之該固態成像裝置及該銲墊電極之一者或一電子電路區段之一情況。
如上文所描述，在本實施例中，當該電子電路區段係設置於相鄰於該第二半導體晶片之兩個相對側之諸部分之各者中時，在該等兩側上形成一壩。當該電子電路區段係設置於另一側或複數側上時，可在該側或該等複數側上形成一壩。
用於形成該壩25之一材料可藉由與形成於該第一半導體晶片或第二半導體晶片上的該等凸塊相同之一層而形成，或可為一不同層。例如，可使用一金屬(諸如，Cu、Au、Ti等)或一焊接材料(諸如，Sn、SnAg、SnAgCu、SnCu、AuSn等)。
因此，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像裝置等)可彼此近接，因此可使該半導體裝置小型化。
[用於製造半導體裝置之方法]
接著將參考圖2A至圖6C，描述一種用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法。
圖2A係根據本實施例之該第一半導體晶片之一平面圖。圖2B及圖2C係分別沿著圖2A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
在該第一半導體晶片10之一表面上至少形成一電子電路區段。例如，形成一固態成像區段11作為該上述之電子電路區段。
在該固態成像區段11中，例如針對各像素以使彼此分開之方式形成光電二極體，且包含光電二極體之像素係以一矩陣之形式配置以形成一光接收表面。例如，視需要在該光接收表面上形成一絕緣膜、一彩色濾光片、一晶片上透鏡等。
此外，形成例如一銲墊電極12作為該電子電路區段。
該銲墊電極12係由(例如)鋁形成。該銲墊電極12係以埋入該第一半導體晶片10之一頂層之附近之方式形成。形成一銲墊開口部分12a，使該銲墊電極12之一部分露出。
此外，可包含其他周邊電路區段、舉例而言諸如一比較器及一DA轉換器作為該電子電路區段。
此外，例如，以埋入該第一半導體晶片10內之方式，形成連接於該固態成像區段11、該銲墊電極12等之內部佈線13。
在與形成該電子電路區段之該第一半導體晶片10之表面相同之該第一半導體晶片10之表面上，形成一凸塊下膜20作為一第一連接區段。
此外，在用於安裝包含用於形成一壩之一區域之一第二半導體晶片之一區域之一周邊部分上，形成一環形形狀之一凸塊下膜22。
由焊料等製成之若干凸塊21及23分別形成於上文所描述之該凸塊下膜20及該凸塊下膜22上。
該凸塊23係在用於安裝如上文所描述之該第二半導體晶片之該區域之該周邊部分上形成為一環形形狀。
圖3A係根據本實施例之該第二半導體晶片之一平面圖。
圖3B及圖3C係分別沿著圖3A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
在該第二半導體晶片30上形成佈線31等，且在該第二半導體晶片30之一表面上形成一凸塊下膜32作為一第二連接區段。
此外，在該第二半導體晶片之一外緣之兩側上形成一線性形狀之一凸塊下膜34，該兩側為用於形成該壩之一區域。
由焊料等製成之若干凸塊33及35分別形成於上文所描述之該凸塊下膜32及該凸塊下膜34上。
該等凸塊35係在如上文所描述之該第二半導體晶片之該外緣之兩側上形成為一線性形狀。
圖4A係顯示製造根據本實施例之該半導體裝置之一程序之一平面圖，圖4B及圖4C係分別沿著圖4A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
適當使用一夾頭40或類似物，使上文所描述之該第一半導體晶片10之該等凸塊21及該凸塊23與該第二半導體晶片30之該等凸塊33及該等凸塊35對準，而將該第二半導體晶片30安裝於該第一半導體晶片10上。
圖5A係顯示製造根據本實施例之該半導體裝置之一程序之一平面圖。圖5B及圖5C係分別沿著圖5A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
適當使用一接合頭41或類似物，藉由在一焊料熔融點下的壓力接觸而在一表面氧化膜中產生一斷裂點，且在加熱至一焊料熔融溫度後，使該等焊料藉由在一X方向及一Y方向上的振盪操作而彼此連接，使該等凸塊21及該等凸塊33整合成凸塊24。
在上述之同時，使該凸塊23及該等凸塊35整合成用於形成該壩之該區域中的一壩25。
如上文所描述，在本實施例中，當該電子電路區段係設置於相鄰於該第二半導體晶片之兩個相對側之諸部分之各者中時，在該等兩個側上形成一壩。當該電子電路區段係設置於另一側或複數側上時，在該側或該等複數側上形成一壩。
此外，即使當預先應用一助熔劑以連接由焊料製成之諸凸塊時，亦不存在問題。又，形成該壩之該凸塊23及該等凸塊35之各者與該第一半導體晶片10之該等凸塊21及該第二半導體晶片30之該等凸塊33可同時形成或分開形成。
圖6A係顯示製造根據本實施例之該半導體裝置之一程序之一平面圖。圖6B及圖6C係分別沿著圖6A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
形成一側填滿樹脂層26以填入該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的間隙，藉由該壩25防止該側填滿樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段(諸如，該固態成像區段11、該銲墊電極12等)之該側突出。
例如，使用一施配器26d，將一液體形式之所要形成該側填滿樹脂層之一樹脂注入至該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的間隙中。
在填充該上述樹脂時，例如期望形成一樹脂注入口及一空氣出口以確保一通道，以供空氣自該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的間隙逸出。
如上文所描述，在本實施例中，該電子電路區段係設置於相鄰於該第二半導體晶片之兩個相對側之諸部分之各者中。除了上述側外，其他側之一者係一樹脂注入口，而另一側係一空氣出口。
如上文所描述在該第一半導體晶片10與該第二半導體晶片30之間的間隙中以樹脂形成該側填滿樹脂層26後，執行一熱固程序。
在上述熱固程序中，會自該側填滿樹脂層26之填角散發一反應氣體。
在用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法中，該上述壩25防止自該第二半導體晶片30之該外緣至該電子電路區段之側之該側填滿樹脂層26之突出。
在該側填滿樹脂層26之填角與該電子電路區段(諸如，該固態成像裝置、該銲墊電極等)之間可確保200 μm或更大之一距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該側填滿樹脂層26之填角散發的反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，在用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法中，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像裝置等)可彼此近接，因此可使該半導體裝置小型化。
<第二實施例> [半導體裝置之構造]
圖7A係根據本實施例之一半導體裝置之一平面圖。圖7B及圖7C係分別沿著圖7A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
於一經疊層之第二半導體晶片之周邊之一區域中未形成一側填滿樹脂層26之填角，在該區域中由一壩25防止該側填滿樹脂層層26自該第二半導體晶片30之該外緣向一電子電路區段之側突出。
本實施例具有一佈局，其係使該電子電路區段(諸如，一銲墊電極、一固態成像區段等)及該第二半導體晶片在形成有該壩25之區域中彼此相鄰。在此例中，相鄰表示該電子電路區段與該第二半導體晶片之間的一距離為零或接近零。
除上述外，該第二實施例具有與該第一實施例類似之構造。
在未形成有該上述之壩25之一區域中形成一填角，而在該電子電路區段所對向之所有側上皆形成一壩。因此，即使在該填角及該電子電路區段最靠近之一部分中，仍可在該填角與該電子電路區段之間確保200 μm或更大之一足夠距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該側填滿樹脂層26之填角散發的反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像裝置等)可彼此近接，因此可使該半導體裝置小型化。
<第三實施例> [半導體裝置之構造]
圖8A係根據本實施例之一半導體裝置之一平面圖。圖8B及圖8C係分別沿著圖8A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
沿著一第二半導體晶片之該外緣之一形狀而形成一壩。特定言之，在本實施例中，在由凸塊23形成一壩之一第一半導體晶片10之側上、且於靠近該第二半導體晶片30之區域而佈局有一固態成像區段11之一部分中，於一環形凸塊23中形成一凹形部分27。
當一電子電路區段(諸如，一銲墊電極12、該固態成像區段11等)存在於該第二半導體晶片30之附近時，該電子電路區段之長度短於該第二半導體晶片30之側壁之長度，其僅能在接近於該電子電路區段之一部分中形成一壩。
除上述外，該第三實施例具有與該第一實施例類似之構造。
在根據本實施例之該半導體裝置中，一側填滿樹脂層26在該第二半導體晶片30之未形成該壩25之一周邊部分中具有一填角26a。
該上述壩25係防止該側填滿樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段之側突出。
在本實施例中，可在該側填滿樹脂層26之填角與該電子電路區段(諸如，該固態成像装置、該銲墊電極等)之間確保200 μm或更大之一足夠距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該側填滿樹脂層26之填角散發的反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像裝置等)可彼此近接，因此可使該半導體裝置小型化。
如上文所描述，即使當該壩形成區域僅在該電子電路區段之附近時，亦可獲得前述效果。
<第四實施例> [用於製造半導體裝置之方法]
圖9A及圖9B係顯示製造根據本實施例之一半導體裝置之一過程之示意圖，且係對應於圖1A至圖1C中所示之該半導體裝置中的X-X'及Y-Y'線之示意截面圖。
當形成一側填滿樹脂層時，在一第二半導體晶片30上可形成一膜形之側填滿樹脂層26f，且樹脂之填充可在一第一半導體晶片10之凸塊連接時作為該側填滿樹脂層而發揮功能。
或者，在該第一半導體晶片10上可形成一膜形側填滿樹脂層26f，且樹脂之填充可在該第二半導體晶片30之凸塊連接時作為該側填滿樹脂層而發揮功能。
如圖9A及圖9B所示，該膜形側填滿樹脂層26f經受壓力而填充於該第一半導體晶片10及該第二半導體晶片30之間的間隙，且使過剩量排出至該間隙之外部。因此，預留可排出過剩量之一樹脂出口之一部分係重要的。
如上文所描述，在本實施例中，一電子電路區段係設置於相鄰於該第二半導體晶片之兩個相對側之諸部分之各者中。除了上述諸側外，兩側之諸區域為一樹脂出口。
除上述外，該第四實施例具有與該第一實施例類似之構造。
在用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法中，該上述壩25防止該側填滿樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段之側突出。
在該側填滿樹脂層26之填角與該電子電路區段(諸如，一固態成像裝置、一銲墊電極等)之間可確保200 μm或更大之一距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該側填滿樹脂層26之填角散發的反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，在用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法中，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像區段等)可彼此近接，因此可使該半導體裝置小型化。
<第五實施例> [半導體裝置之構造]
圖10A係根據本實施例之一半導體裝置之一平面圖。圖10B及圖10C係分別沿著圖10A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖。
用於防止一側填滿樹脂層26自一第二半導體晶片30之外緣向一電子電路區段之側突出之一壩可為一樹脂材料。該樹脂材料之一具體實例為一光敏固化樹脂或一熱固性樹脂(諸如，一環氧樹脂、一丙烯酸樹脂等)。
特定言之，在本實施例中，形成一樹脂層23r代替一第一半導體晶片10之側上的該凸塊下膜22及該凸塊23。
形成一樹脂層35r代替該第二半導體晶片30之側上的該凸塊下膜34及該等凸塊35。
此外，在該電子電路區段之側上的該第二半導體晶片30之一周邊部分上，以彼此黏著之該上述樹脂層23r及該樹脂層35r而形成樹脂製之一壩25r。
除上述外，該第五實施例具有與該第一實施例類似之構造。
在根據本實施例之該半導體裝置中，該側填滿樹脂層26在該第二半導體晶片30之未形成該壩25r之一周邊部分中具有一填角26a。
該上述壩25r係防止該側填滿樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段之側突出。
在本實施例中，可在該側填滿樹脂層26之填角與該電子電路區段(諸如，該固態成像裝置、該銲墊電極等)之間確保200 μm或更大之一足夠距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該側填滿樹脂層26之填角散發的反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像區段或類似物)可接近於彼此，且因此可使該半導體裝置小型化。
[用於製造半導體裝置之方法]
圖11A及圖11B係顯示製造根據本實施例之一半導體裝置之一程序之示意圖，且係對應於圖10A至圖10C中所示之該半導體裝置中的X-X'及Y-Y'線之示意截面圖。
在本實施例中，圖案化形成一樹脂層23r，代替一第一半導體晶片10之側上的該凸塊下膜22及該凸塊23。
此外，圖案化形成一樹脂層35r，代替一第二半導體晶片30之側上的該凸塊下膜34及該等凸塊35。
用於圖案化形成該樹脂之一方法可藉由膜疊層、旋塗或類似方式而將一樹脂材料形成為一膜，並執行一微影程序等而實施。
例如，一光敏固化樹脂或一熱固性樹脂(諸如，一環氧樹脂或一丙烯酸樹脂)可用作為該樹脂層23r及該樹脂層35r。
接著，在該電子電路區段之側上的該第二半導體晶片30之一周邊部分上用彼此黏著之該樹脂層23r及該樹脂層35r形成由樹脂製成之一壩25r。
在凸塊連接或分開固化期間執行加熱，以使該樹脂層23r與該第一半導體晶片10之間黏著、使該樹脂層35r與該第二半導體晶片30之間黏著，及使該樹脂層23r與該樹脂層35r之間黏著。
除上述外，該第五實施例具有與該第一實施例類似之構造。
在用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法中，該上述壩25r防止該側填滿樹脂層26自該第二半導體晶片30之該外緣向該電子電路區段之側突出。
在該側填滿樹脂層26之填角與該電子電路區段(諸如，一固態成像區段、一銲墊電極等)之間可確保200 μm或更大之一距離。
因此，可防止在樹脂固化反應期間由自該側填滿樹脂層26之填角散發的反應氣體所引起之該電子電路區段之污染。
因此，在用於製造根據本實施例之該半導體裝置之方法中，該第二半導體晶片及該電子電路區段(諸如，該銲墊電極、該固態成像區段等)可彼此近接，因此可使該半導體裝置小型化。
<第六實施例> [對電子裝置之應用]
圖12係作為根據本實施例之一電子裝置之一電子裝置之一示意方塊圖。根據本實施例之該電子裝置係可拍攝一靜止影像或拍攝一移動影像之一視訊電子裝置之一實例。
根據本實施例之該電子裝置具有一影像感測器(具有一固態成像元件區段之半導體裝置)50、一光學系統51、一信號處理電路53等。
在本實施例中，將具有根據前述實施例之各者之該固態成像元件區段之該半導體裝置結合作為該上述影像感測器50。
該光學系統51根據自一物體入射至該影像感測器50之影像拾取表面之影像光(入射光)而形成一影像。因此，在某一段時間內，在該影像感測器50中累積一對應信號電荷。該經累積之信號電荷被提取為一輸出信號Vout。
一光閘裝置控制該影像感測器50以受光之一週期及該影像感測器50被遮光之一週期。
該影像處理區段供應一驅動信號，其用於控制該影像感測器50之傳送操作及該光閘裝置之光閘操作。根據由該影像處理區段供應之該驅動信號(時序信號)而執行該影像感測器50之信號傳送。該信號處理電路53可使該影像感測器50之輸出信號Vout經受各種信號處理，並輸出結果作為一視訊信號。由該信號處理所產生之該視訊信號係儲存於一儲存媒體(諸如，一記憶體或類似物)上，或輸出至一監視器。
此外，本發明不限於用於感測入射可見光量之一分佈且拾取該分佈作為一影像之設置於半導體裝置中之固態成像元件區段之應用。
本發明適用於用於拾取入射紅外射線、X射線或粒子等作為一影像之固態成像區段，且在一廣義上，適用於用於感測另一物理量(諸如，壓力、電容等)之一分佈，且拾取該分佈作為一影像之固態成像區段(一般而言，諸如指紋偵測感測器等)。
此外，本發明適用於(例如)數位靜止電子裝置、視訊電子裝置、及具有一成像功能之電子裝置(諸如，可攜式電話)。
上文所描述之該影像感測器50可用作為具有一固態成像元件區段之一半導體裝置，其係用於視訊電子裝置、數位靜止電子裝置以及行動裝置(諸如，可攜式電話)之一電子裝置模組或類似物。
本發明不限於上文之描述。
例如，儘管上文中將一銲墊電極及一固態成像區段描述為一電子電路區段，但是本發明之一實施例亦適用於其他電子電路區段。
本發明之實施例適用於各種感測器(諸如一CMOS(互補金屬氧化物半導體)影像感測器及一CCD(電荷耦合裝置)影像感測器)作為該固態成像區段。
此外，在不脫離本發明之精神之情況下，可作各種改變。
熟習此項技術者應瞭解，凡是在隨附之申請專利範圍或其等效物之範疇內，得視設計需求及其他因素而作各種修改、組合、子組合及替代。
10．．．第一半導體晶片
11．．．固態成像區段
12．．．銲墊電極
12a．．．銲墊開口部分
13．．．內部佈線
20．．．凸塊下膜
21．．．凸塊
22．．．凸塊下膜
23．．．凸塊
23r．．．樹脂層
24．．．凸塊
25．．．壩
25r．．．壩
26．．．側填滿樹脂層
26a．．．側填滿樹脂層之填角
26d．．．施配器
26f．．．膜形側填滿樹脂層
27．．．凹形部分
30．．．第二半導體晶片
31．．．佈線
32．．．凸塊下膜
33．．．凸塊
34．．．凸塊下膜
35．．．凸塊
35r．．．樹脂層
40．．．夾頭
41．．．接合頭
圖1A係根據本發明之一第一實施例之一半導體裝置之一平面圖，及圖1B及圖1C係分別沿著圖1A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖2A係根據本發明之該第一實施例之一第一半導體晶片之一平面圖，及圖2B及圖2C係分別沿著圖2A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖3A係根據本發明之該第一實施例之一第二半導體晶片之一平面圖，及圖3B及圖3C係分別沿著圖3A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖4A係顯示製造根據本發明之該第一實施例之該半導體裝置之一過程之一平面圖，及圖4B及圖4C係分別沿著圖4A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖5A係顯示製造根據本發明之該第一實施例之該半導體裝置之一過程之一平面圖，及圖5B及圖5C係分別沿著圖5A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖6A係顯示製造根據本發明之該第一實施例之該半導體裝置之一過程之一平面圖，及圖6B及圖6C係分別沿著圖6A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖7A係根據本發明之一第二實施例之一半導體裝置之一平面圖，及圖7B及圖7C係分別沿著圖7A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖8A係根據本發明之一第三實施例之一半導體裝置之一平面圖，及圖8B及圖8C係分別沿著圖8A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖9A及圖9B係顯示製造根據本發明之一第四實施例之一半導體裝置之一過程之示意圖，且係對應於圖1A至圖1C中所顯示之該半導體裝置中的線X-X'及Y-Y'之示意截面圖；
圖10A係根據本發明之一第五實施例之一半導體裝置之一平面圖，及圖10B及圖10C係分別沿著圖10A之X-X'及Y-Y'線截取之示意截面圖；
圖11A及圖11B係顯示製造根據本發明之該第五實施例之該半導體裝置之一過程之示意圖，且係對應於圖10A至圖10C中所顯示之該半導體裝置中的線X-X'及Y-Y'之示意截面圖；及
圖12係根據一第六實施例之一電子裝置之一示意方塊圖。
10．．．第一半導體晶片
11．．．固態成像區段
12．．．銲墊電極
23．．．凸塊
24．．．凸塊
25．．．壩
26．．．側填滿樹脂層
30．．．第二半導體晶片

Claims (16)

  1. 一種半導體裝置，其包括：一第一半導體晶片，其具有至少形成於該第一半導體晶片之一表面上的一固態成像區段，該第一半導體晶片具有形成於與形成該固態成像區段之表面相同之一表面上的一第一連接區段；一第二半導體晶片，其具有形成於該第二半導體晶片之一表面上的一第二連接區段，且以一凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上；一壩，其經形成以填充於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中的該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該固態成像區段之一區域之一側上；一凸塊區段，其係形成於該第一半導體晶片上，其中該凸塊區段及該壩共同形成一環形形狀；及一側填滿樹脂層，其係提供於該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，以使得藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該固態成像區段之一側突出，其中該側填滿樹脂層包括位於由該環形形狀所形成之一區域內之一填角。
  2. 如請求項1之半導體裝置，其中該壩係藉由與形成該凸塊之一導電層相同之一層而形成。
  3. 如請求項1之半導體裝置，其中該壩係藉由一樹脂而形成。
  4. 如請求項1之半導體裝置，其中該固態成像區段及該第二半導體晶片係以彼此相鄰之方式形成。
  5. 如請求項1之半導體裝置，其中沿著該第二半導體晶片之該外緣之一形狀而形成該壩。
  6. 一種用於製造一半導體裝置之方法，該方法包括如下步驟：至少在一第一半導體晶片之一表面上形成一固態成像區段；在與形成該固態成像區段之表面相同之一表面上形成一第一連接區段；在一第二半導體晶片之一表面上形成一第二連接區段；以一凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上；形成一壩，其用於填充於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中的該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該固態成像區段之一區域之一側上；在該第一半導體晶片上形成一凸塊區段，該凸塊區段 及該壩共同形成一環形形狀；及形成一側填滿樹脂層，以將該側填滿樹脂層填充於該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，以使得藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向該固態成像區段之一側突出，其中形成該側填滿樹脂層包括形成一填角，其係位於由該環形形狀所形成之一區域內。
  7. 如請求項6之用於製造該半導體裝置之方法，其中在形成該壩之步驟中，該壩係藉由與形成該凸塊之一導電層相同之一層而形成。
  8. 如請求項6之用於製造該半導體裝置之方法，其中在形成該壩之步驟中，該壩係藉由一樹脂而形成。
  9. 如請求項6之用於製造該半導體裝置之方法，其中在安裝該第二半導體晶片之步驟中，以相鄰於該固態成像區段之方式安裝該第二半導體晶片。
  10. 如請求項6之用於製造該半導體裝置之方法，其中在形成該壩之步驟中，該壩係沿著該第二半導體晶片之該外緣之一形狀而形成。
  11. 如請求項6之用於製造該半導體裝置之方法，其中在形成該側填滿樹脂層之步驟中，該側填滿樹脂層係藉由將一樹脂膜疊層至形成該第二半導體晶片之該第二連接區段之表面之一側且將該第二半導體晶片安裝至該第一半導體晶片上而形成。
  12. 一種電子裝置，其包括：一固態成像裝置；一光學系統，其用於引導入射光至該固態成像裝置之一成像區段；及一信號處理電路，其用於處理該固態成像裝置之一輸出信號；其中該固態成像裝置包含：一第一半導體晶片，其具有至少形成於該第一半導體晶片之一表面上的一固態成像區段，該第一半導體晶片具有形成於與形成該固態成像區段之該表面相同之一表面上的一第一連接區段；一第二半導體晶片，其具有形成於該第二半導體晶片之一表面上的一第二連接區段，且以一凸塊使該第一連接區段與該第二連接區段彼此連接，藉此將該第二半導體晶片安裝於該第一半導體晶片上；一壩，其經形成以填充於該第二半導體晶片之一外緣之至少一部分中的該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的一間隙，該第二半導體晶片之該外緣之該部分係在形成該固態成像區段之一區域之一側上；一凸塊區段，其係形成於該第一半導體晶片上，其中該凸塊區段及該壩共同形成一環形形狀；及一側填滿樹脂層，其係提供於該第一半導體晶片與該第二半導體晶片之間的該間隙中，以使得藉由該壩防止該側填滿樹脂層自該第二半導體晶片之該外緣向 該固態成像區段之一側突出，其中該側填滿樹脂層包括位於由該環形形狀所形成之一區域內之一填角。
  13. 如請求項12之電子裝置，其中該壩係藉由與形成該凸塊之一導電層相同之一層而形成。
  14. 如請求項12之電子裝置，其中該壩係藉由一樹脂而形成。
  15. 如請求項12之電子裝置，其中該固態成像區段及該第二半導體晶片係以彼此相鄰之方式形成。
  16. 如請求項12之電子裝置，其中沿著該第二半導體晶片之該外緣之一形狀而形成該壩。
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