JP2003092375A - 半導体装置、その製造方法およびその検査方法 - Google Patents
半導体装置、その製造方法およびその検査方法Info
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Abstract
装置を搭載することのできる、実装構造を提供する。高
機能で実装面積が小さく小型の半導体装置を提供する。
容易に接触状態などを検査することのできる半導体装置
の検査方法を提供する。 【解決手段】 素子領域の形成された半導体チップの一
主表面と、少なくとも他の一表面とにボンディングパッ
ドを具備し、ほぼ半導体チップの外周縁とパッケージの
外周縁が一致するように形成されたことを特徴とする。
これにより、実装基板上以外の部分での外部接続が可能
となり、実装に自由度を広げることが出来る。また、実
装基板上に隙間なく実装されたとしても、主表面以外の
他の面にボンディングパッドが形成されているため、こ
のボンディングパッドと、実装基板上の回路パターンと
の導通状態を検査することにより、容易に実装基板と半
導体装置との接続状況を検査することが可能となる。
Description
製造方法および検査方法に関するものである。
置の小型化が進んでおり、特にチップサイズパッケージ
(CSP)は実装基板に占める実装面積が小さく、体積
も小さいため、携帯端末等の電子機器への採用が増えて
いる。従来の半導体装置を図21を用いて説明する。C
SPタイプの半導体装置は、その一例を図21に示すよ
うに、半導体チップ1801を、この半導体チップと同
サイズとなるように樹脂封止し、チップサイズパッケー
ジ1802を構成するとともに、さらに表面に、格子状
に半田ボールなどからなるバンプを配設し、CSP端子
1803としたもので、このCSP端子を介して、所望
の回路パターン(図示せず)の形成された実装基板18
04に実装せしめられるものである。
Pパッケージ1802の上に裏向きに(フェイスダウン
で)配置されており、バンプ構造になっている。半導体
チップ1801は外部接続端子1803を有するリード
フレームあるいはフィルムキャリアにボンディングパッ
ドを介して接続されており、外部接続端子を残してチッ
プサイズパッケージ1802内に封止されている。半導
体チップ1801はチップサイズパッケージ1802内
に樹脂等の接着剤により封止されるかまたは、半導体チ
ップ1801とチップサイズパッケージ1802とが隙
間の無い状態で表面が接触している。
1804への実装に際しても、チップサイズパッケージ
の下面で半田等の導電性金属、あるいは導電性ペースト
等により隙間の無い状態で実装基板1804上の回路パ
ターン(図示せず)に接触している。
ジを使用した半導体装置では、実装基板との接合面に隙
間がなく、外部から観察できないので、基板との接触状
況がわからず、接触不良を発見することが出来ないとい
う問題があった。
を用いた半導体装置で、実装面積を低減しても、この上
には電子部品を搭載することができず、並置しなければ
ならないため、他の電子部品を取り付ける際には実装基
板の面積が増加するという問題もある。
半導体装置および実装基板の動作確認や解析が困難であ
る。
で、実装面積を増大することなく、電子部品を追加配置
したり、他回路素子との接続を容易にすることのできる
半導体装置を提供することをことを目的とする。
く、多数の半導体装置を搭載することのできる、実装構
造を提供することを目的とする。また、高機能で実装面
積が小さく小型の半導体装置を提供することを目的とす
る。
とのできる半導体装置の検査方法を提供することを目的
とする。
は、素子領域の形成された半導体チップの一主表面と、
少なくとも他の一表面とにボンディングパッドを具備
し、ほぼ半導体チップの外周縁とパッケージの外周縁が
一致するように形成されたことを特徴とする
分での外部接続が可能となり、実装に自由度を広げるこ
とが出来る。また、実装基板上に隙間なく実装されたと
しても、主表面以外の他の面にボンディングパッドが形
成されているため、このボンディングパッドと、実装基
板上の回路パターンとの導通状態を検査することによ
り、容易に実装基板と半導体装置との接続状況を検査す
ることが可能となる。
素子領域の形成された主表面と、前記主表面に相対向す
る裏面側に前記パッケージから露呈するボンディングパ
ッドを具備し、さらに前記ボンディングパッドに接続せ
しめられた回路素子を具備してなることを特徴とする。
かかる構成によれば、上記効果に加え、実装面積を増大
することなく、回路素子を搭載することが可能となる。
一主表面と、前記主表面に相対向する裏面側とにそれぞ
れボンディングパッドを具備してなる少なくとも2つの
半導体チップが積層せしめられ、前記ボンディングパッ
ド同士がバンプを介して直接接続され、ほぼ半導体チッ
プの外周縁とパッケージの外周縁が一致するように一体
的に樹脂封止せしめられてなることを特徴とする。かか
る構成によれば、2つの半導体チップを積層して、一体
化することが可能となり、小型で、かつ接続のための配
線長も小さいため接触抵抗も小さく、信頼性の高い半導
体装置を提供することが可能となる。
チップ外周面に相当する側面に形成されたボンディング
パッドを具備してなることを特徴とする。
続や、検査が容易となる。
のいずれかの構造を有する半導体装置において、前記半
導体チップ裏面側のボンディングパッドは、前記半導体
チップ内に形成された素子領域にコンタクトするように
形成されたコンタクトホールに接続されていることを特
徴とする。
トするようにボンディングパッドを形成しているため、
基板を貫通するスルーホールを形成することなく、コン
タクトを形成することができるため、素子面積を増大す
ることなく形成することが可能となる。
有する半導体装置において、前記ボンディングパッド
は、ダイシングラインを含むように形成されたトレンチ
内に充填された導電性膜上に形成されている。
トレンチを形成しておき、このトレンチの内壁に金属膜
などの導電性膜を形成しておくことにより、ダイシング
も容易となる上、パッケージ側壁がメタルシールされた
のと同じ状態を形成することができるため、上記第4に
よる効果に加え耐湿性の向上を図ることが可能となる。
素子領域を形成し、前記半導体基板の主表面および前記
主表面に対向する表面にそれぞれ前記素子領域にコンタ
クトする第1および第2のボンディングパッドを形成する
半導体素子基板形成工程と、前記半導体素子基板を、外
部接続端子を備えた配線部材に搭載し、少なくとも前記
第1または第2のボンディングパッドの一部が前記外部接
続端子形成面に相対向する側で露呈するように、樹脂封
止し、パッケージを形成する工程と、前記パッケージ
を、前記配線部材とともに、切断分離し、個々の半導体
装置に分離するダイシング工程とを含むことを特徴とす
る。
用いて、少なくとも前記第1または第2のボンディングパ
ッドの一部が前記外部接続端子形成面に相対向する側で
露呈するように、樹脂封止するのみで、容易に小型で実
装の容易な半導体装置を得ることが可能となる。
成工程は、前記素子領域の形成された面に相対向する面
から、前記素子領域にコンタクトするように高濃度不純
物拡散領域を形成する工程を含むことを特徴とする。
を形成するためのコンタクトが、容易に形成できるた
め、面積を増大することなく形成することが可能とな
る。
成工程は、相対向する2面から先端で接続されるよう
に、高濃度不純物拡散領域を形成し、前記素子領域にコ
ンタクトするように高濃度不純物拡散領域を形成する工
程を含むことを特徴とする。
を形成するためのコンタクトが、両面からの形成によ
り、容易に形成できるため、面積を増大することなく形
成することが可能となる。
形成工程は、各半導体装置となる領域に少なくとも一つ
のスルーホールを形成し、前記スルーホールを介して基
板の両面を電気的に接続する工程を含むことを特徴とす
る。
エッチング加工により、スルーホールを形成し、このス
ルーホール内を導電化することにより、両面でのコンタ
クトが容易に形成可能である。
の素子領域を形成し、前記半導体基板の主表面に第1の
ボンディングパッドを形成するとともに、前記主表面に
対向する表面から所望の深さに到達するようにコンタク
ト用高濃度不純物拡散領域を形成し、半導体素子基板を
形成する工程と、前記半導体素子基板を、前記第1のボ
ンディングパッドを介して外部接続端子を備えた配線部
材に搭載し、樹脂封止し、パッケージを形成する工程
と、前記半導体素子基板を裏面側から前記コンタクト用
高濃度不純物拡散領域が露呈するまで肉薄化する工程
と、前記コンタクト用高濃度不純物拡散領域に第2のボ
ンディングパッドを形成する工程と、前記パッケージ
を、前記配線部材とともに、切断分離し、個々の半導体
装置に分離するダイシング工程とを含むことを特徴とす
る。
導体基板を封止樹脂および配線部材で固定した後、半導
体素子基板を裏面側から前記コンタクト用高濃度不純物
拡散領域が露呈するまで裏面から半導体素子基板を肉薄
化しているため、コンタクト用高濃度不純物拡散領域の
深さは浅くてもよい。従って、コンタクト用高濃度不純
物拡散領域に要する基板面積も少なくてすみ、容易に小
型でかつ信頼性の高い半導体装置を提供することが可能
となる。
ングラインを含む位置に所望の深さのトレンチを形成
し、前記半導体基板内に所望の素子領域を形成すると共
に、前記トレンチ内に導電層を充填し、半導体素子基板
を形成する工程と、前記半導体素子基板を、外部接続端
子を備えた配線部材に搭載し、樹脂封止し、パッケージ
を形成する工程と、前記パッケージを、前記配線部材と
ともに、切断面に前記導電層が露呈するように、前記ダ
イシングラインに沿って切断分離し、個々の半導体装置
に分離する切断工程とを含むことを特徴とする。
め形成するのみで、極めて容易に側面のコンタクト形成
が容易となり、また、切断面を金属膜などの導電性膜で
被覆しているため、切断面から基板の素子領域への水分
の侵入を抑制することができ、耐湿性が向上し、半導体
装置の更なる信頼性の向上を図ることが可能となる。
た半導体チップの一主表面と、少なくとも他の一表面と
にボンディングパッドを具備し、ほぼ半導体チップの外
周縁とパッケージの外周縁が一致するように形成された
半導体装置を、テスト端子を備えた実装基板上に搭載す
る工程と、前記テスト端子と、前記他の一表面に露呈す
るボンディングパッドとにプローブを装着し、検査する
工程とを含むことを特徴とする。
く半導体装置が実装されたとしても、主表面以外の他の
面にボンディングパッドが形成されているため、このボ
ンディングパッドと、実装基板上の回路パターンとの導
通状態を検査することにより、容易に実装基板と半導体
装置との接続状況を検査することが可能となる。
に加工をしておくことにより、基板面積を増やすことな
く、チップサイズパッケージを用いた半導体装置と実装
基板との接触不良を発見することができる。また、この
上に電子部品を搭載したり、動作確認や解析を行うこと
も容易に可能となる。
明の第1の実施の形態について、説明する。この半導体
装置は、半導体チップ(半導体基板)1表面にボンディ
ングパッド3を具備する半導体素子において、エッチン
グ加工により形成したスルーホール2により半導体チッ
プ両面を電気的に接続するとともに半導体チップの裏側
にもボンディングパッド4を有する構造を特徴とし、半
導体チップの電気的接続の自由度を高めることができる
ものである。
置は、図1(a)乃至(e)に製造工程図、図2乃至4
にその断面図、上面斜視図、下面斜視図を示すように、
半導体チップ(半導体素子基板)1を貫通するようにエ
ッチング加工を行うとともに、導電性材料が埋め込まれ
たスルーホール2を介して裏面側にもボンディングパッ
ド4を形成したことを特徴とするチップサイズパッケー
ジ構造の半導体装置である。ここで半導体素子基板表面
には通常の方法で形成された回路素子1sが形成されて
いる。ここで、スルーホール2の内部に充填される導電
性材料は、例えばアルミやタングステン、銅などがあげ
られる。ただし、同程度の機能を有する他の金属や樹脂
を用いてもよい。図3は図2の半導体装置を封止しない
状態で半導体チップ上面から見たもので、中央に回路素
子1sを形成すると共にボンディングパッド3を形成し
た半導体チップ1が示されている。
ップ下面から見たもので、半導体チップ1の裏面に、ス
ルーホール(図示せず)を介して上面に電気的に接続さ
れたボンディングパッド3が形成されている。
説明する。まず図1(a)に示すように、半導体基板1
内に所望の素子領域を形成するとともに、エッチングに
より半導体基板を貫通するようにスルーホール2を形成
し内部にタングステン等の導電性層を充填する。そし
て、前記半導体基板1の主表面および前記主表面に対向
する表面にそれぞれ前記素子領域にコンタクトする第1
のボンディングパッド3およびこのスルーホールにコン
タクトする第2のボンディングパッド4を形成する。こ
こでスルーホール2は第1のボンディングパッド3を介
してまたは直接半導体基板内の素子領域に接続されてい
る。
にして半導体基板内に素子領域の形成された半導体素子
基板を、バンプ3aを介して配線基板5に接続する。
体素子基板と前記配線基板5との間にポリイミド樹脂な
どの絶縁性樹脂7を充填し固着し一体化する。
基板5のコンタクトホール6を介して半導体素子基板に
電気的に接続されるように、半田ボールからなる外部接
続端子8を形成する。
すダイシングラインに沿って、樹脂とともに、前記半導
体素子基板を分割し、個々の半導体装置に切断分離す
る。
通常のCSP工程を用いて、少なくとも前記第1または
第2のボンディングパッド3,4の一部が前記外部接続
端子形成面に相対向する側で露呈するように樹脂封止す
るのみで、容易に小型で実装の容易な半導体装置を得る
ことが可能となる。
素子基板の両面を電気的に接続させるために、エッチン
グによりスルーホールを形成したが、アスペクト比の高
いスルーホールを形成するのは極めて困難であるため、
変形例として高濃度不純物拡散領域を用いてコンタクト
をはかるようにしてもよい。
領域の形成された半導体基板1の主表面側から不純物イ
オンを注入し拡散することにより高濃度不純物拡散領域
12aを形成する。
表面に相対向する表面から不純物イオンを注入し拡散す
ることにより高濃度不純物拡散領域12bを形成する。
を形成するためのコンタクトが、容易に形成できるた
め、コンタクトに要する面積を増大することなく良好な
コンタクトを得ることが可能となる。
に、レーザ加工によってスルーホールHを形成し、この
スルーホールH内に導電性膜13を充填するようにして
もよい。
トを得ることが可能となる。ところで、通常の半導体装
置は、半導体チップ1上に回路素子1Sを形成してな
り、外部との電気的接続は、同一面上にあるボンディン
グパッド3を用いて行っていた。このパッドは通常半導
体チップ表面にしか構成されず、半導体チップ裏面には
電気的接続を行うことが出来なかった。しかしパッド3
の形成された面の裏面側に、レーザー装置等、または薬
品等を用いたエッチング加工などによって垂直に穴を開
け、その穴に導電性金属、または導電性樹脂を埋め込む
ことにより、半導体チップ裏面側にパッドを配置するこ
とが出来、これにより半導体チップをパッケージや実装
基板に裏向きに配置することが可能となる。また、従来
何も形成されていなかった半導体チップ裏面側に他の半
導体チップを積層したり、有効活用することが可能とな
る。
体チップ表面にボンディングパッドを具備する半導体装
置において、裏面側にもパッドを有するため、他の素子
を積層したり、裏面側からプローブを接触させてテスト
することが可能となる。
ズパッケージ構造の半導体装置について説明したが、チ
ップサイズパッケージ構造に限定されることなく、通常
の樹脂封止型半導体装置にも適用可能であることは言う
までもない。例えば、半導体チップ裏面の一部を封止樹
脂から露呈させた構造を用いてもよい。
の形態の発明は、両面の電気的接続を達成するために、
途中の深さまで高濃度不純物拡散領域を形成しておき、
実装後半導体基板を裏面側から研磨して肉薄化するよう
にしたことにより特徴とするものである。
す。まず図7(a)に示すように、半導体基板1内に所
望の素子領域を形成するとともに、素子領域形成面側か
ら所望の深さまで、高濃度不純物拡散領域22を形成す
る。
記素子領域にコンタクトする第1のボンディングパッド
3を形成する。ここで高濃度不純物拡散領域22は裏面
側には貫通していない。
にして半導体基板内に素子領域の形成された半導体素子
基板を、バンプ3aを介して配線基板5に接続する。
体素子基板と前記配線基板5との間にポリイミド樹脂な
どの絶縁性樹脂7を充填し固着し一体化する。
基板5のコンタクトホール6を介して半導体素子基板に
電気的に接続されるように、半田ボールからなる外部接
続端子8を形成する。
板1を裏面側から研磨し、前記高濃度不純物拡散領域に
到達するまで研磨し、肉薄化する。なおこの工程は、エ
ッチングによってもよい。
グラインに沿って、樹脂とともに、前記半導体素子基板
を分割し、個々の半導体装置に切断分離する。
前記第1の実施の形態と同様に通常のCSP工程を用い
て、少なくとも前記第1または第2のボンディングパッド
3,4の一部が前記外部接続端子形成面に相対向する側
で露呈するように樹脂封止するのみで、容易に小型で実
装の容易な半導体装置を得ることが可能となる。
定した後肉薄化を行うようにしているため、半導体素子
基板の肉厚を小さくすることができるという効果のみな
らず、機械的強度を充分に維持しながら、小型で信頼性
の高い半導体装置を提供することが可能となる。また、
不純物拡散領域の深さが浅くてもよいため、さらなる水
平方向面積の低減をはかることが可能となる。
の実施の形態について、図8、および図9を用いて説明
する。前記第1の実施の形態ではフェースダウンで半導
体装置を実装しているが、フェースアップで形成するよ
うにしてもよい。
すように、基板の両面にボンディングパッドが形成され
ているため、フェースアップ構造をとりながらも、ワイ
ヤボンディングを行うことなく実装することが可能とな
る上、上面での他の部品との電気的接続が容易となる。
導体素子基板801にスルーホール802を形成すると
ともに、このスルーホール802にコンタクトするよう
に第1のボンディングパッド803を形成するととも
に、裏面側にも第2のボンディングパッド804を形成
し、これを多層配線構造をもつ配線基板805の導電性
領域806にバンプ804Sを介してフェースアップで
接続したものである。またこの配線基板805の裏面側
には半田ボール808が形成されている。またこの半導
体素子基板801は接着剤807を介して配線基板に固
着されている。
導電性材料としては、例えばアルミやタングステン、銅
などがあげられる。ただし、同じ機能を有した他の金属
や樹脂でもよい。図9は図8の半導体装置を半導体チッ
プ上面から見た図である。
に形成された回路素子の測定および解析は、第1のボン
ディングパッドを介して極めて容易に達成される。
なくダイレクトボンディングにより、配線基板との回路
接続を行うことができ、パッケージへの実装後、上面に
露呈する第1のボンディングパッド803を介して検査
を行うことが可能となる。
ンディングパッドを介してプローブを当てたり、非接触
な手段による画像解析等が行えるようになる。
の形態は、半導体チップの両面にボンディングパッドを
形成し、複数の半導体チップを上下に配置することによ
り、半導体装置の小型化を実現しようとするものであ
る。
置の構成を図10、および図11に示す。ここで半導体
チップ単体としては前記第3の実施の形態で説明したも
のと同様の半導体チップが2つ積層されてなるものであ
る。図10において、半導体チップA801上に半導体
チップB811を積層し、半導体チップB811の裏面
側に形成された第2のボンディングパッド814と半導
体チップA801の表面側の第1のボンディングパッド
803とをバンプ814Sを介して接続するとともに、
絶縁性樹脂807で固着してなるものである。
間の接続は前記第3の実施の形態と同様にエッチング加
工によってスルーホール802,812を形成し、導電
性材料が埋め込むことによって達成している。
面から見たものである。ここで絶縁性樹脂807は、半
導体チップA801と半導体チップB811を接着する
ために使われ、バンプ806はスルーホール812に形
成された第2のボンディングパッド814と半導体チッ
プ801の第1のボンディングパッド803を電気的に
接続する役目を果たす。バンプ814Sは、全てのパッ
ドには必要なく、半導体チップA801および半導体チ
ップB811の電気的接続が必要な部分に位置する相対
向するボンディングパッドの一方にのみ配置する。ま
た、半導体チップA801と半導体チップB811は、
同一チップでなくてもよく、例えば半導体チップA80
1をマイコンチップ、半導体チップB811をメモリー
チップというように、異なる機能のチップを重ね合わせ
てもよい。
体チップ表面にボンディングパッドを具備する半導体素
子において、エッチング加工により半導体チップの裏面
にもパッドを有するため、何段にも重ねて配置する事が
出来、半導体装置の小型化と実装面積の削減が可能にな
る。
く、外部回路との接続用のボンディングパッドのみを露
呈するような封止パッケージで全体を封止するようにし
てもよい。
の実施の形態について説明する。この例では半導体チッ
プ表面にボンディングパッドを具備する半導体装置にお
いて、半導体チップの側面にもパッドを有する構造を特
徴とし、半導体チップの電気的接続の自由度が高めるよ
うにしたものである。
置の構成を図12および図13に示す。この半導体装置
は、図12および13に示すように、所望の素子領域の
形成された半導体チップ1201の表面に第1のボンデ
ィングパッド1203を形成するとともに、この第1の
ボンディングパッド1203に接続されるとともにこの
半導体チップ側面に露呈する導電性コンタクト領域12
02を具備したことを特徴とする。この導電性コンタク
ト領域1202はエッチング加工によってトレンチを形
成するとともに、導電性材料が埋め込まれている。ここ
で、導電性コンタクト領域1202の内部に入る導電性
材料は、例えばアルミやタングステン、銅などがあげら
れる。ただし、同じ機能を有した他の金属や樹脂でもよ
い。図13は図12の半導体装置を半導体チップ上面か
ら見たもので、半導体チップ1201の表面のボンディ
ングパッド1203に接続された導電性コンタクト領域
1202が半導体チップ側面に露呈し、半導体チップ側
面でもコンタクトをとることを可能にしたものである。
1上に素子領域を構成し、外部との電気的接続は、表面
のボンディングパッド1203を用いて行っおり、この
パッドは通常半導体チップ表面にしか構成されず、半導
体チップ側面には電気的接続を行うことができなかっ
た。このため、ワイヤーボンディングやバンプ工法によ
る張り合わせ等に、パッドを使用してしまったり、半導
体チップ表面を樹脂により固定してしまった場合、その
パッドのさらなる電気的接続は困難になる。しかし、半
導体チップの側面に、エッチング加工によって溝を作
り、その溝にボンディングパッド1203に接続するよ
うに導電性金属、または導電性樹脂を埋め込むことによ
り、従来何も配置されていなかった半導体チップ側面
に、端子を配置することが出来、これによりワイヤーボ
ンディングやバンプを用いたダイレクトボンディング等
の加工をした後でも、端子に電気的接続を行うことが可
能となる。
体チップ表面にボンディングパッドを具備する半導体素
子において、エッチング加工により半導体チップの側面
にもパッドを有するため、表面側のパッドを用いてワイ
ヤーボンディング等の接続加工をした後でも、半導体チ
ップ側面から端子に電気的接続をすることが可能とな
る。
実施の形態として、上述のような側面にボンディングパ
ッドを有するCSP構造の半導体装置の製造工程につい
て詳細に説明する。
子基板21のダイシングラインを含む位置に所望の深さ
のトレンチ23を形成し、前記半導体基板内に所望の素
子領域を形成すると共に、前記トレンチ内に導電層を充
填し、半田ボールからなる外部接続端子28を備えた配
線部材25に搭載し、樹脂封止し、パッケージ27を形
成したのち、半導体素子基板21およびパッケージ27
を、前記配線部材25とともに、切断面に前記導電層が
露呈するように、前記ダイシングラインに沿って切断分
離し、個々の半導体装置に分離するようにしたことを特
徴とする。
を含む位置に所望の深さのトレンチを形成し、前記半導
体基板内に所望の素子領域を形成すると共に、前記トレ
ンチ内に導電層を充填し、半導体素子基板を形成する工
程と、前記半導体素子基板を、外部接続端子を備えた配
線部材に搭載し、樹脂封止し、パッケージを形成する工
程と、前記パッケージを、前記配線部材とともに、切断
面に前記導電層が露呈するように、前記ダイシングライ
ンに沿って切断分離し、個々の半導体装置に分離する切
断工程とを含むことを特徴とする。
板21内にダイシングラインを含むように所望の深さま
でエッチングしトレンチ23を形成する。そして所望の
素子領域を形成する。
レンチ23内に高濃度にドープされた多結晶シリコン層
26を形成すると共に、熱拡散を行い、前記トレンチ2
3内に露呈する半導体基板21表面に高濃度拡散層26
を形成する。
記トレンチ23内にタングステン膜26sを形成する。
にして半導体基板内に素子領域の形成された半導体素子
基板を、バンプ23aを介して配線基板25に接続す
る。
5との間にポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂27を充填
し固着し一体化する。
示すダイシングラインに沿って、樹脂とともに、前記半
導体素子基板を分割し、個々の半導体装置に切断分離す
る。
に露呈する高濃度にドープされた多結晶シリコン層2
6、高濃度拡散層25、タングステン膜26sの界面を
覆うようにボンディングパッド24を形成する。
通常のCSP工程を用いて、トレンチをあらかじめ形成
するのみで、極めて容易に側面のコンタクト形成が容易
となり、また、切断面を金属膜などの導電性膜で被覆し
ているため、切断面から基板の素子領域への水分の侵入
を抑制することができ、耐湿性が向上し、半導体装置の
更なる信頼性の向上を図ることが可能となる。
実施の形態として、前記第5の実施の形態(図10)で
説明した複数の半導体チップを上下に重ねて配置した積
層体を、図8に示した第3の実施の形態の配線基板に実
装した例について説明する。かかる構成によれば半導体
装置の小型化が出来、実装面積が少なくなるという作用
を有する。
置の構成を図15および図16に示す。図15におい
て、この構造では半導体チップA801および半導体チ
ップB811が積層されスルーホール802,812を
介して夫々両面に形成された第1および第2のボンディ
ングパッド,803,804、813、814のうち8
03、814によってバンプ803Sを介して相互接続
されており、さらに配線パターンを備えたチップサイズ
の配線基板805に固着せしめられてなるものである。
なお前記第3および第5の実施の形態における図番とは
同一部位には同一符号を付した。
ーホール802を介して半導体チップAの素子領域形成
面側に導通せしめられた表面に導電性ぺースト819を
介して電子部品820が搭載されている。図16は図1
5の半導体装置を上面から見たもので、格子状に配置さ
れた端子808が下面に形成されている。
導体装置は、半導体チップA801をフェイスダウンで
配置し、チップサイズパッケージとしての配線基板とは
バンプ接続をする。外部との電気的接続は、ボンディン
グパッドからチップサイズパッケージを通り、端子から
行っていた。このパッドは通常半導体チップ表面にしか
構成されず、半導体チップ裏側、つまり半導体装置の上
面では電気的接続を行えなかった。
るようにエッチング加工などによってスルーホールを形
成し、その中に導電性金属、または導電性樹脂を埋め込
むことにより、半導体装置上面に、外部接続端子を配置
することが出来、これにより半導体チップや電子部品を
積み重ねて配置することを可能とするものである。ま
た、半導体チップA801と半導体チップB811は、
同一チップでなくてもよく、例えば半導体チップA80
1をマイコンチップ、半導体チップB1811をメモリ
ーチップというように、異なる機能のチップを重ね合わ
せてもよい。電子部品820は、導電性ペースト819
により、スルーホール802と接続、導通される。電子
部品によっては、導電性ペースト819と合わせて、裏
面全体を接着剤等の樹脂により固定してもよい。
れば、半導体チップ表面にボンディングパッドを具備す
る半導体装置において、エッチング加工により半導体チ
ップの裏面にもパッドを有するため、半導体チップや電
子部品を重ねて配置する事が出来、半導体装置の小型化
と実装面積の削減が可能になる。
の形態による半導体装置の構成を図17および図18に
示す。この半導体装置は、前記第4の実施の形態の半導
体チップの側面にもパッドを有する構造を有し、パッド
に直接電子部品を実装することにより実装基板の小型化
および、実装面積の低減を図るものである。
同一の半導体チップを用いており、同一部位には同一符
号を付した。
形態(図15,16)で用いたものと同様であり、半田
ボールからなる外部接続端子808が形成されている。
また、半導体チップ1201表面のボンディングパッド
1203に接続するように形成されたコンタクト領域1
202が半導体チップ側面に露呈しており、このコンタ
クト領域1202に電子部品が接続されている。ここ
で、コンタクト領域1202としては高濃度不純物拡散
領域の形成あるいはトレンチ内にアルミニウムやタング
ステン、銅などの導電性材料を充填することによって得
られる。図18は図17の半導体装置を上面から見たも
のである。
体チップ表面にボンディングパッドを具備する半導体装
置において、エッチング加工により半導体チップの側面
にも端子を有するため、電子部品を半導体装置の側面に
直接配置する事が出来、実装基板の小型化と実装面積の
削減が可能になる。
装置を用いた検査方法について説明する。本発明の第9
の実施の形態による半導体装置の構成を図19に示す。
前記本発明の第3の実施の形態で説明した、上面にボン
ディングパッド803を形成してなる半導体装置を外部
接続端子808としての半田ボールを介して実装基板1
01上に形成されたテスト端子102上に固着し、固着
後に、プローブP1、P2を半導体装置上面のボンディ
ングパッド803およびテスト端子102に接触せしめ
ることにより、接触状況を検査する。
導体装置は、半導体チップ801をフェイスダウンで接
続し、チップサイズパッケージ805としての配線基板
とはバンプ接続をする。外部との電気的接続は、チップ
サイズパッケージの下面には格子状に配置された端子8
08から行っている。この端子808は実装基板101
と隙間無く接続され、接続している様子は外部から確認
できない。従って確認のためには、半導体装置にテスト
回路等を内蔵させるのが一般的であった。
ール802によって端子808までの導通が確保されて
おり、端子808と実装基板1018テスト端子102
への導通も確保されているので、スルーホール802に
プローブP1を接触し、実装基板101のテスト端子1
02にプローブP2を接触して、プローブP1とプロー
ブP2の電気抵抗値を確認することにより電気的接触状
況を確認することにより、端子808と実装基板101
との接触が確認できる。
体チップ表面にボンディングパッドを具備する半導体素
子において、エッチング加工により半導体チップの裏面
に電極を有するため、チップサイズパッケージによって
実装基板に実装されていて、端子が外部から見えない状
態でも半導体装置と実装基板の接触を確認する事が出
来、半導体装置と実装基板の接触テストが可能になる。
査のみならず、チップサイズパッケージによって実装基
板と端子との接触面が見えないような状態でも、測定器
のプローブを半導体チップ裏面の電極に接触させ、電気
的状態を確認することにより、実装基板に測定端子等を
設置することなく、実装基板上で動作中の半導体装置と
実装基板の動作テストと動作解析を行うことができる。
実施の形態による半導体装置の構成を図20に示す。こ
の例では前記本発明の第4の実施の形態で説明した、側
面にコンタクト領域1202を形成してなる半導体装置
を外部接続端子1208としての半田ボールを介して実
装基板101上に形成されたテスト端子102上に固着
し、固着後前記第9の実施の形態と同様にプローブP
1,P2によって検査するようにしたことを特徴とす
る。
ンディングパッドを具備する半導体装置において、エッ
チング加工により半導体チップの側面にも電極を有する
構造を有し、チップサイズパッケージによって実装基板
と端子との接触面が見えないような状態でも、半導体チ
ップ側面の電極と実装基板のテスト端子の導通を確認す
ることにより、半導体装置と実装基板の接触テストが出
来、確実な実装検査を行うことができるという作用を有
する。
ならず、チップサイズパッケージによって実装基板と端
子との接触面が見えないような状態でも、測定器のプロ
ーブを半導体チップ裏面の電極に接触させ、電気的状態
を確認することにより、実装基板に測定端子等を設置す
ることなく、実装基板上で動作中の半導体装置と実装基
板の動作テストと動作解析を行うことができる。
された半導体チップの一主表面と、少なくとも他の一表
面とにボンディングパッドを具備し、ほぼ半導体チップ
の外周縁とパッケージの外周縁が一致するように形成さ
れているため、コンタクトをとることのできる領域が2
面となり、接続の自由度を得ることができ基板面積を増
大することなく、実装可能である。また、チップサイズ
パッケージを用いた半導体装置と実装基板との接触不良
検査、半導体装置への電子部品の搭載、半導体装置の動
作確認や解析の作業性を向上することが可能となる。
工程図
れた半導体装置を示す図
れた半導体装置を示す図
れた半導体装置を示す図
工程の変形例を示す図
工程の変形例を示す図
工程を示す図
Claims (13)
- 【請求項1】 素子領域の形成された半導体チップの一
主表面と、少なくとも他の一表面とにボンディングパッ
ドを具備し、ほぼ半導体チップの外周縁とパッケージの
外周縁が一致するように形成されたことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項2】 前記半導体チップは、素子領域の形成さ
れた主表面と、前記主表面に相対向する裏面側に前記パ
ッケージから露呈するボンディングパッドを具備し、さ
らに前記ボンディングパッドに接続せしめられた回路素
子を具備してなることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。 - 【請求項3】 素子領域の形成された一主表面と、前記
主表面に相対向する裏面側とにそれぞれボンディングパ
ッドを具備してなる少なくとも2つの半導体チップが積
層せしめられ、前記ボンディングパッド同士がバンプを
介して直接接続され、ほぼ半導体チップの外周縁とパッ
ケージの外周縁が一致するように一体的に樹脂封止せし
められてなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 前記半導体チップは、半導体チップ外周
面に相当する側面に形成されたボンディングパッドを具
備してなることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。 - 【請求項5】 請求項2または3記載のいずれかの構造
を有する半導体装置において、前記半導体チップ裏面側
のボンディングパッドは、前記半導体チップ内に形成さ
れた素子領域にコンタクトするように形成されたコンタ
クトホールに接続されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項6】 請求項4記載の構造を有する半導体装置
において、前記ボンディングパッドは、ダイシングライ
ンを含むように形成されたトレンチ内に充填された導電
性膜上に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 半導体基板内に所望の素子領域を形成
し、前記半導体基板の主表面および前記主表面に対向す
る表面にそれぞれ前記素子領域にコンタクトする第1お
よび第2のボンディングパッドを形成する半導体素子基
板形成工程と、 前記半導体素子基板を、外部接続端子を備えた配線部材
に搭載し、少なくとも前記第1または第2のボンディング
パッドの一部が前記外部接続端子形成面に相対向する側
で露呈するように、樹脂封止し、パッケージを形成する
工程と、 前記パッケージを、前記配線部材とともに、切断分離
し、個々の半導体装置に分離するダイシング工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】前記半導体素子基板形成工程は、前記素子
領域の形成された面に相対向する面から、前記素子領域
にコンタクトするように高濃度不純物拡散領域を形成す
る工程を含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項9】前記半導体素子基板形成工程は、相対向す
る2面から先端で接続されるように、高濃度不純物拡散
領域を形成し、前記素子領域にコンタクトするように高
濃度不純物拡散領域を形成する工程を含むことを特徴と
する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】前記半導体素子基板形成工程は、各半導
体装置となる領域に少なくとも一つのスルーホールを形
成し、前記スルーホールを介して基板の両面を電気的に
接続する工程を含むことを特徴とする請求項7に記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】半導体基板内に所望の素子領域を形成
し、前記半導体基板の主表面に第1のボンディングパッ
ドを形成するとともに、前記主表面に対向する表面から
所望の深さに到達するようにコンタクト用高濃度不純物
拡散領域を形成し、半導体素子基板を形成する工程と、 前記半導体素子基板を、前記第1のボンディングパッド
を介して外部接続端子を備えた配線部材に搭載し、樹脂
封止し、パッケージを形成する工程と、 前記半導体素子基板を裏面側から前記コンタクト用高濃
度不純物拡散領域が露呈するまで肉薄化する工程と、 前記コンタクト用高濃度不純物拡散領域に第2のボンデ
ィングパッドを形成する工程と、 前記パッケージを、前記配線部材とともに、切断分離
し、個々の半導体装置に分離するダイシング工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 半導体基板のダイシングラインを含む
位置に所望の深さのトレンチを形成し、前記半導体基板
内に所望の素子領域を形成すると共に、前記トレンチ内
に導電層を充填し、半導体素子基板を形成する工程と、 前記半導体素子基板を、外部接続端子を備えた配線部材
に搭載し、樹脂封止し、パッケージを形成する工程と、 前記パッケージを、前記配線部材とともに、切断面に前
記導電層が露呈するように、前記ダイシングラインに沿
って切断分離し、個々の半導体装置に分離する切断工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 素子領域の形成された半導体チップの
一主表面と、少なくとも他の一表面とにボンディングパ
ッドを具備し、ほぼ半導体チップの外周縁とパッケージ
の外周縁が一致するように形成された半導体装置を、テ
スト端子を備えた実装基板上に搭載する工程と、 前記テスト端子と、前記他の一表面に露呈するボンディ
ングパッドとにプローブを装着し、検査する工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の検査方法。
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JP2001285258A JP2003092375A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 半導体装置、その製造方法およびその検査方法 |
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