JP2003318363A - 突起電極接合型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 突起電極同士を接合した半導体チップの間に
樹脂層を有する構成において、突起電極ピッチの狭ピッ
チ化を促進でき、かつ突起電極での歪による接続不良の
発生を抑制できるようにする。 【解決手段】 下側ＬＳＩチップ１と上側ＬＳＩチップ
３とがそれらの突起電極２，４を対向させて接合され、
両ＬＳＩチップ１，２の間に樹脂層を有する。両突起電
極２，４は固相接合されており、突起電極２の高さをＨ
１、突起電極４の高さをＨ２、かつ（Ｈ１＋Ｈ２）であ
る接合突起電極７の全体高さをＨ０としたときに、Ｈ１
＜Ｈ２、Ｈ１／Ｈ０＜０．４とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、突起電極を介して
半導体チップ同士を接合している突起電極接合型半導体
装置およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップの機能向上に伴い、半導体
チップ内部の配線は、複雑かつ長い配線を多く含む状態
になってきている。また、半導体装置に作り込む機能の
複雑化により、半導体装置の製造プロセスが長くなって
きている。これら問題の打開策の１つとして、半導体装
置を構成する半導体チップ同士を対向させて接続する、
いわゆる、Chip-On-Chipとよばれる手法が注目されてい
る。このChip-On-Chipにおいては、下記のように、突起
電極を用いた接合技術が接合手法の１つとして採用され
ている。

【０００３】例えば、特開平５−０３６８９４号公報
（公報の図１参照）には、図９に示すように、一方の半
導体チップ１０１にピッチ５０μｍ、最大径３０μｍの
突起電極１０２を形成し、この突起電極１０２に対し
て、他方の半導体チップ１０３における突起のないパッ
ド１０４を対向させて、突起電極が溶融する温度にて両
者を接合することが記載されている（従来例１）。

【０００４】また、特開２０００−２５２４１３公報
（公報の図１参照）には、図１０に示すように、対向す
る半導体チップ１１１、１１３の両方に、めっき法にて
高さが同様の柱状の突起電極１１２，１１４を形成し、
それら突起電極１１２，１１４同士を対向させて、加熱
と加圧により接合することが記載されている（従来例
２）。

【０００５】また、特開昭６４−０８４７４１号公報に
は、第１の半導体基板に高濃度不純物添加シリコンとシ
リサイド化が可能な金属膜とからなる端子電極を形成
し、この端子電極に第２の半導体基板の突起電極を対向
させ、両者を圧接させた状態で熱処理することにより、
シリサイド化反応を金属膜と突起電極に及ばせて、両者
を接合することが記載されている（従来例３）。

【０００６】特開２００１−３２００１２には、Chip-O
n-Chip構造において、高背バンプ（チップからの***量
が大きいと記載）と低背バンプとの接合、パッドよりも
広い面積のバンプと他チップのバンプとの接合、並びに
低弾性率のバンプと高弾性率のバンプとの接合が提案さ
れている（従来例４）。

【０００７】さらに、Chip-On-Chipの手法の中でも、電
子機器の超薄型軽量化を実現するための実装構造とし
て、３次元積層Chip-On-Chip技術が知られている。例え
ば、特開２０００−２７７６８９公報には、裏面研削し
た半導体デバイスウェハの貫通孔に配線プラグを設けて
貫通電極とし、貫通電極上に設けたＡｕワイヤバンプに
より、異方導電性膜を介して複数の半導体チップを積層
することが記載されている（従来例５）。

【０００８】こうしたChip-On-Chipの構造では、互いに
対向し突起電極により接続される半導体チップ同士のチ
ップ基体の熱膨張係数が同じである。これにより、熱膨
張係数がＳｉなどのチップ基体と大きく相違するプリン
ト基板などへ半導体チップをフリップチップ接続する場
合とは異なり、マクロ的には熱膨張係数のミスマッチが
存在しない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ch
ip-On-Chipの構造では、ミクロ的にはチップ基体と突起
電極（突起電極材）との熱膨張係数のミスマッチがそれ
らの近傍に存在する。したがって、従来例１に示した、
突起電極とパッドとを接合する構造では、その接合界面
（接合部）がチップ基体の近傍にあるため、チップ基体
と突起電極との熱膨張係数のミスマッチによる熱疲労が
この部分に発生する。この結果、接合界面破壊を引き起
こし易くなる。

【００１０】一方、従来例２に示した、突起電極同士を
対向させて接合する構造では、チップ基体の近傍に接合
界面（接合部）が存在しないため、チップ基体と突起電
極の熱膨張係数のミスマッチによる接合界面の熱疲労を
避けることが可能と考えられる。また、この構造では、
突起電極サイズが小さくなった場合において、接合時の
突起電極の座屈変形による接合ピッチ制限も緩和される
ため、さらなる多端子化が進められているChip-On-Chip
接合には好適である。

【００１１】ところで、上記の多端子化が進められ、接
合ピッチがさらに微細になると、突起電極に関わる構成
は、種々の制約を受けることになる。例えば、突起電極
のせん断強度などのメカニカルな強度はその断面積に比
例するため、突起電極の強度を保つためには突起電極の
断面積を極力大きくすることが望ましい。しかしなが
ら、接合ピッチが微細化するため、突起電極の断面積に
制限が生じ、突起電極の断面積は小さくせざるを得な
い。そのため、突起電極の強度は、その断面積に比例し
て小さくなり、アンダーフィル樹脂層などによる接合部
に対しての補強も必須になってくる。

【００１２】上記のように、隣り合う突起電極間隔の狭
小化、およびアンダーフィル樹脂層による接合部の補強
が行われた場合、以下の（１）〜（３）に示すように、
これまで見られなかった問題が生じてくる。

【００１３】（１）突起電極の接合方法に関する問題 突起電極の接合において、突起電極材の融点以上の温度
で溶融接合することは好ましくない。例えば、溶融接合
の一般的な手法である半田電極をリフローなどにより溶
融接合する方法では、突起電極の溶融時に隣り合う突起
電極同士がブリッジする可能性が高くなる。

【００１４】なお、従来例１には、重力あるいは遠心力
を用いて、溶融状態の突起電極の径を細くする手法につ
いて記載されている。しかしながら、溶融状態では表面
張力が非常に大きく、突起電極は重力や遠心力に抗して
球状となりやすい。このため、不接合電極が生じやす
い。この傾向は突起電極のサイズが小さくなればなるほ
ど加速度的に顕著になる。

【００１５】また、大気中で表面張力に抗するほどの遠
心力を作用させれば、空気抵抗により溶融状態の突起電
極に傾きが発生する。このため、真空下または減圧下で
回転させる必要があると考えられる。また、このような
重力あるいは遠心力を利用した手法には、溶融状態の突
起電極が対向電極に接触するタイミングを見極めて半導
体チップの間隔を非常に厳密に制御する特殊な接続装置
を用いざるを得ない。このため、短いタクトタイムは期
待できず、高コスト化を招く。さらに、複数層に設けら
れた突起電極同士を接続する３次元積層Chip-On-Chipに
は、不適当であることは言うまでもない。

【００１６】また、従来例３において、その図２示され
た厚みのある端子電極は、突起状であるものの、主とし
てシリコンから成っており、塑性変形がほとんど無い。
このため、チップ基体と突起電極との熱膨張係数のミス
マッチによる歪の緩和には効果が薄い。また、端子電極
同士の接合においては、加熱によるシリサイド化が終了
するまで圧接状態を維持するため、タクトタイムが長く
なる。

【００１７】なお、突起電極の形成方法として、従来例
５に示すようなワイヤバンプは好ましくない。即ち、ワ
イヤバンプは、スパークなどによりキャピラリ先端から
突出したワイヤの先端に溶融球を形成し、この溶融球を
パッドにボンディングして形成する。このため、溶融球
の径はワイヤの径よりも大きくなる。現在、２０μｍ径
のワイヤによるワイヤバンプが実用段階に入っており、
ワイヤ径の１．５倍程度の径の溶融球形成が報告されて
いる。しかしながら、ボンディングすることにより、突
起電極の径は溶融球の径よりも大きくなる上、下記の種
々の事項がスパーク状態に大きな影響を及ぼすため、溶
融球の形状は非常に不安定となる。

【００１８】上記の種々の事項としては、キャピラリ先
端から突出したワイヤ部分の長さの微妙な差、突出した
ワイヤからトーチまでの距離の微妙な差、突出したワイ
ヤの中心軸からのぶれ、突出したワイヤの先端における
太細の程度、ワイヤ中の添加物濃度の粗密、ワイヤ表面
の付着不純物、あるいはスパーク時の浮遊・付着生成物
などである。

【００１９】このため、ワイヤバンプでは、３０μｍ未
満、さらには２０μｍ未満となるようなサイズで安定し
た形状の突起電極を形成することが困難である。また、
ワイヤバンプの上面は平坦ではないため、対向する電極
やパッドへ接合するためには平坦化処理を行う必要も生
じる。

【００２０】（２）アンダーフィル樹脂層に関する問題 突起電極（突起電極材）とアンダーフィル樹脂層との熱
膨張係数のミスマッチがある場合、半導体チップ間に充
填されたアンダーフィル樹脂層の厚さが厚いほど、これ
による突起電極への歪は増大し、接合界面の熱疲労破壊
が発生し易くなる。一方、樹脂層の厚さを薄くすると、
充填時におけるアンダーフィル樹脂の流動性が悪くな
り、半導体チップ間への充填が困難になる。また、アン
ダーフィル樹脂は、熱膨張係数を下げるためにフィラー
を多量に含有させると、半導体チップ間への充填が困難
になる。一方、フィラーを含まないアンダーフィル樹脂
は、充填性が良好であるものの、突起電極材との熱膨張
係数のミスマッチが極めて高くなってしまう。

【００２１】なお、充填を行うアンダーフィル樹脂では
ないものの、従来例５には、半導体チップの間に異方導
電性膜を用いる実施例が記載されている。この異方導電
性膜は、樹脂中に導電性粒子を分散させたものであり、
加圧により電極間に介在し導電性を付与する。一方、電
極以外の部分では加圧されないため樹脂の絶縁性を保つ
ことができる。

【００２２】しかしながら、異方性導電膜において、電
極サイズが小さくなった場合、電極上にトラップされる
導電性粒子は、ポアッソン分布電類似の分布をとり、電
極と導電性粒子の面積比に反比例して分布の平均値が小
さくなる。このため、電極間の導通を確保するために
は、導電性粒子のサイズも比例的小さくする必要がある
ものの、小さすぎる導電性粒子は電極の表面の凹凸部に
埋没してしまい、電極間の導通には寄与しなくなってし
まう。この点は導電性ペーストについても同様である。

【００２３】（３）固相接合に関する問題 固相接合の場合、接合の際に加えられる力により突起電
極に塑性変形が生じる。この塑性変形により、表面の汚
染された層が排斥され、突起電極材である金属の真性面
同士が接合される。このため、接合部には、排斥された
汚染層による微小な未接合部分が不可避な状態にて生じ
る。

【００２４】この微小な未接合部分は、突起電極を形成
する金属のグレインサイズの値に近い。通常の電解めっ
きにより作成された突起電極の場合、グレインサイズは
およそ１μｍの大きさである。突起電極サイズが１００
μｍ角の場合、その断面積は１００００μｍ²であり、
未接合部分は全体の０．０１％程度である。しかしなが
ら、突起電極サイズが１２μｍ角の場合、断面積は１４
４μｍ²であり、未接合部分は全体の０．７％にも及
ぶ。

【００２５】なお、グレインサイズをより大きなグレイ
ンサイズまたはより小さなグレインサイズにすること
は、電解めっきにおける電流密度の調整やメッキ添加剤
の使用やその後の熱処理などにより可能であるが、大き
いグレインサイズは、未接合部分のサイズを大きくする
傾向にあり不利である。逆に小さいグレインサイズにす
るとバンプが硬く、脆くなる傾向にあり、ボンディング
時にバンプを塑性変形させる上で不利になる。

【００２６】したがって、突起電極とアンダーフィル樹
脂層の熱膨張係数のミスマッチによる熱応力は、未接合
部分を起点にしたクラックを進展させ、接合部の熱疲労
破壊に至る現象を生じる。

【００２７】従来例２では、同様高さの柱状の突起電極
同士を対向させて、それらを加熱と加圧により接合して
いる。詳細なメカニズムについては後述するが、突起電
極とアンダーフィル樹脂層の熱膨張係数のミスマッチに
よる熱応力は、突起電極の中央部分に加わり易いため、
従来例２の構成では、バンプのアスペクト比が大きくな
るとクラックが進展し易くなる。

【００２８】従来例４では、３種類の実施形態が記載さ
れている。第１の実施形態において、高弾性率の子バン
プと低弾性率の親バンプとを接合させている。面積に差
異がある場合にあっては、接合に伴い、親バンプが子バ
ンプの側面に回り込む変形を起こすとしている。親バン
プが低弾性率であり大面積であるためと考えられる。同
一面積の場合にあっては、作用的説明は記載されていな
いが、親バンプが低弾性のため、親バンプが変形を起こ
すと考えられる。高さについては、親バンプが高い場合
と低い場合のどちらでもよく、面積については、親バン
プが大面積の場合でも、同一面積の場合でもよいとして
いる。

【００２９】第２の実施形態において、同一高さで小面
積・低弾性率か同一弾性率の子バンプと大面積・高弾性
率か同一弾性率・パッドよりも大きい親バンプとを接合
させている。接合に伴う応力は、表面積が大きく形成さ
れた親バンプで分散されるとしている。接合に伴う変形
などの作用的説明は記載されていないが、子バンプが低
弾性率である場合にあっては、子バンプが変形を起こ
し、同一弾性率である場合にあっては、両バンプとも変
形を起こすが、自由端である側面までの距離が親バンプ
に比べて極めて短い子バンプの方が親バンプよりも変形
を起こすと考えられる。

【００３０】第３の実施形態において、スタッドバンプ
の先端の細いワイヤ部をレベラーにより倒した親バンプ
と大面積の子バンプとを接合させている。接合に伴い、
親バンプの先端部が子バンプの面積に比べて圧倒的に細
い線のため、応力は先端部が変形することにより吸収さ
れるとしている。親バンプが低弾性の場合は、親バンプ
が一層変形しやすくなる。

【００３１】以上をまとめると、接合に伴う応力の吸収
は、第１の実施の形態では、高さについては、親バンプ
が高い場合と低い場合のどちらでもよく、面積について
は、親バンプが大面積の場合でも、同一面積の場合でも
よいと記載されていることから分かるように、低弾性率
である親バンプの変形でなされ、第２の実施の形態で
は、大面積の親バンプによる分散と主として子バンプの
変形とでなされ、第３の実施の形態では、親バンプの細
い先端部の変形でなされている。

【００３２】一方、従来例４の、課題を解決するための
手段および発明の効果において、高背バンプ（チップか
らの***量が大きいと記載）と低背バンプとの接合にお
いて、相対的に高く形成された高背バンプの変形が応力
を吸収するとしているが、いずれの実施例も、弾性率の
違いまたは面積の圧倒的な違いによって、低弾性率バン
プの変形または小面積のバンプかその一部の変形が発生
して応力が吸収されているものと考えられる。

【００３３】従来例４の第１の実施形態に記載されてい
る低弾性率と高弾性率のバンプの接合においては、図１
１と図１２を用いて後述するが、バンプ接合部が異種材
料の接合部となり、材料物性の違いによる応力集中が発
生する。さらに、低弾性率材料と高弾性率材料を接合さ
せた場合、より変形しやすい低弾性材料側の歪が大きく
なり、前述の未接合部分を起点とするクラックは歪の大
きい低弾性材料側に進展する。よって、接合時の不可避
的な未接合部分が存在すると未接合部を起点としてのク
ラック進展が加速される。

【００３４】また、従来例４の第２、第３の実施形態に
おいては、たとえ、上下バンプの材料が同じ場合であっ
ても、上下のバンプのサイズを変えるため、一方のバン
プの断面積が小さくなり、接合ピッチが微細化すること
による接合断面積の減少以上に小さい接合断面積となり
不利である。

【００３５】また、突起電極同士を接合する際の圧接に
おいては、突起電極を若干塑性変形させて接合するた
め、突起電極のアスペクト比（電極高さ／電極最大長
さ）が大きいと、接合の際に座屈変形が大きくなり、隣
り合う突起電極同士が接触してしまうことがある。尚、
電極最大長さは、電極がチップ基体と接している面の最
大長さてあって、例えば、接している面が楕円の場合に
は長軸の長さ、矩形の場合には対角線長さである。

【００３６】したがって、本発明は、半導体チップの間
に樹脂層を有するChip-On-Chipの構成において、半導体
チップの突起電極のピッチを狭ピッチにすることが可能
であり、かつチップ基体と突起電極との熱膨張係数のミ
スマッチ、および突起電極と上記樹脂層との熱膨張係数
のミスマッチが存在する場合であっても、突起電極での
歪による接続不良の発生を抑制し、より高い信頼性を実
現できる突起電極接合型半導体装置およびその製造方法
の提供を目的としている。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明の突起電極接合型
半導体装置は、チップ基体の外面から突出するように設
けられた突起電極をそれぞれ有する第１の半導体チッ
プ、例えば下側ＬＳＩチップと第２の半導体チップ、例
えば上側ＬＳＩチップとがそれらの前記突起電極を対向
させて接合され、第１の半導体チップと第２の半導体チ
ップとの間に樹脂層、例えばアンダーフィル樹脂層を有
する突起電極接合型半導体装置において、第１の半導体
チップの突起電極と第２の半導体チップの突起電極とが
固相接合されており、第１の突起電極の高さをＨ１、第
２の突起電極の高さをＨ２、かつ（Ｈ１＋Ｈ２）である
接合突起電極の全体高さをＨ０としたときに、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） であることを特徴としている。

【００３８】また、本発明の突起電極接合型半導体装置
の製造方法は、チップ基体の外面から突出するように設
けられた突起電極をそれぞれ有する第１の半導体チップ
と第２の半導体チップとを、接合後の第１の突起電極の
高さをＨ１、第２の突起電極の高さをＨ２、かつ（Ｈ１
＋Ｈ２）である接合突起電極の全体高さをＨ０としたと
きに、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） となるようにして、前記の両突起電極同士を対向させて
固相接合し、その後、第１の半導体チップと第２の半導
体チップとの間に樹脂を充填することを特徴としてい
る。

【００３９】本願発明者らは、突起電極（突起電極材）
と樹脂層（樹脂）との熱膨張係数のミスマッチが突起電
極に及ぼす歪に関する詳細なメカニズムについて解明
し、本願発明に至った。

【００４０】即ち、突起電極と樹脂層の熱膨張係数のミ
スマッチによる突起電極への熱歪は、対向する半導体チ
ップ同士を突起電極にて接合した突起電極接合型半導体
装置において、主に突起電極の中央部に存在する。これ
は、突起電極と樹脂層の熱膨張係数のミスマッチによ
り、温度変化による突起電極と樹脂層の膨張・収縮が、
接合突起電極の自由度の大きい高さ方向に生じ、接合突
起電極が高さ方向に圧縮・伸張の変形を受けることに起
因する。

【００４１】突起電極のチップ基体に接している面側部
分では、ヤング率の大きいＳｉなどのチップ基体から拘
束を受けるために変形はあまり起きず、等方的変形を生
じている。このため、応力は生じているが、塑性変形を
生じるような滑り変形は生じていない。一方、接合突起
電極の上記中央部付近では、電極高さ方向と垂直な方向
において、ヤング率の小さい樹脂層からの拘束を受ける
のみであるため、その方向にも変形を生じる。それゆ
え、接合突起電極の中央付近は滑り変形を生じ易く、大
きな非線型歪が生じることになる。塑性変形し易い材料
の場合、歪が塑性変形の領域に入ると、その部分の塑性
変形がさらに大きくなり、歪が加速度的に大きくなる。

【００４２】そこで、本発明においては、突起電極と樹
脂層との熱膨張係数のミスマッチによる熱歪が主に存在
する接合突起電極の高さ方向中央部を避け、さらに、大
きな歪が存在しない接合突起電極の位置についての上記
範囲を見出し、その範囲内に第１の半導体チップの突起
電極と第２の半導体チップの突起電極との接合部が配さ
れるようにしている。

【００４３】以上のように、本発明では、第１の半導体
チップの突起電極と第２の半導体チップの突起電極と
を、半導体チップの隣り合う突起電極間においてブリッ
ジが発生し難い固相接合にて接合することにより、突起
電極のピッチを狭ピッチにすることが可能となる。さら
に、チップ基体と突起電極との熱膨張係数のミスマッ
チ、および第１の半導体チップと第２の半導体チップと
の間の樹脂層と突起電極との熱膨張係数のミスマッチが
存在する場合であっても、突起電極での大きい歪が存在
しない位置に両突起電極の接合部を配したことにより、
歪による両突起電極の接続不良の発生を抑制し、高い信
頼性を得ることができる。

【００４４】上記の突起電極接合型半導体装置は、前記
のＨ０およびＨ１の関係が、 ０．１≦Ｈ１／Ｈ０≦０．２ … （３） である構成としてもよい。

【００４５】本願発明者らはさらに歪が小さくなってい
る接合突起電極の位置についての上記範囲を見出し、そ
の範囲内に第１の半導体チップの突起電極と第２の半導
体チップの突起電極との接合部が配されるようにしてい
る。これにより、接合突起電極での歪による接続不良の
発生をさらに抑制し、より高い信頼性を得ることができ
る。

【００４６】上記の突起電極接合型半導体装置は、前記
突起電極が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｉｎ、ＳｎまたはＰｂの少な
くとも一つを主成分とする材料からなる構成としてもよ
い。

【００４７】上記の構成によれば、第１の半導体チップ
の突起電極と第２の半導体チップの突起電極との固相接
合を適切に行うことができる。

【００４８】上記の突起電極接合型半導体装置は、前記
突起電極が半導体チップの前記チップ基体と接している
面の最大長さについて、第１の半導体チップの突起電極
における前記最大長さをＢ１、第２の半導体チップの突
起電極における前記最大長さをＢ２とし、さらにｍｉｎ
（Ｘ，Ｙ）はＸとＹいずれか小さい方の値を示すものと
したとき、 ０．４≦（Ｈ０／ｍｉｎ（Ｂ１，Ｂ２）≦２… （４） である構成としてもよい。

【００４９】さらに、本願発明者らは、接合突起電極に
おける最大歪が存在する位置とアスペクト比（電極高さ
／電極最大長さ）との関係について応力シミュレーショ
ンにより研究した。シミュレーションの結果、図７に示
される通り、アスペクト比が大きいと、最大歪は接合突
起電極の中央部に位置する一方、アスペクト比を徐々に
小さくしていくと、接合突起電極の中央部の歪は徐々に
小さくなり、その位置は最大歪のエリアではなくなるこ
とが分かった。そして、最大歪の位置を接合突起電極の
中央部から移動させることができるアスペクト比の範
囲、即ち上記の式（４）における、０．４≦（Ｈ０／ｍ
ｉｎ（Ｂ１，Ｂ２）の関係を見出した。

【００５０】アスペクト比が、０．４以下の場合におい
ては、接合突起電極の中央部分の歪が大きくないため、
本願のように接合突起電極の高さを変える必要はなく、
同じ高さの接合突起電極を用いて接合しても、接合突起
電極の中央部に生じる未接合部からのクラック進展によ
る破壊は発生しない。しかし、アスペクト比を下げるこ
とは、電極サイズが一定であるので、接合部の高さを低
くすることになり、補強のためのアンダーフィル樹脂の
充填に問題が生じる。

【００５１】また、本願発明者らは、圧接における座屈
とアスペクト比との関係についても研究した。図８は、
１２μｍ角の突起電極に対して、同一接合条件下でボン
ディングした際の、突起電極の水平方向の変形量の実測
結果である。両突起電極の接合は突起電極を若干塑性変
形させて行われるため、アスペクト比が大きくなると接
合の際の座屈変形が大きくなり、隣り合う突起電極同士
が接触してしまうことになる。アスペクト比２を超える
と、突起電極の水平方向の変形量が突起電極間距離に近
くなり、若干のボンディング時の位置ずれでも隣接間の
突起電極が接触してしまう。そこで、隣り合う突起電極
同士が接触するのを防止できるアスペクト比の範囲、即
ち上記の式（４）における、（Ｈ０／ｍｉｎ（Ｂ１，Ｂ
２）≦２の関係を見出した。

【００５２】したがって、上記の構成によれば、突起電
極とアンダーフィル樹脂層の熱膨張係数のミスマッチに
よる歪が、微細化された接合突起電極の中央部のみに集
中してその部分にクラックが発生する事態を防止するこ
とができる。

【００５３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図８、並びに図１１および図１２に基づいて以下に説
明する。尚、図１および先述の図１０（従来例）は、上
下の突起電極を明確化するために、両突起電極の水平方
向のサイズを違えた状態で示しているが、接合部のメカ
ニカル強度の点から、接合部断面積はできるだけ大きい
方がよく、突起電極の水平方向のサイズは極力近いサイ
ズとすることが好ましい。

【００５４】本実施の形態の突起電極接合型半導体装置
（以下、単に半導体装置と略称する）は、図２に示すよ
うに、例えば同一サイズの複数のＬＳＩチップ（半導体
チップ）１１が重ね合わされたChip-On-Chip構造を有し
ている。上下方向に隣り合う両ＬＳＩチップ１１におい
て、下側ＬＳＩチップ（第１の半導体チップ）１と上側
ＬＳＩチップ（第２の半導体チップ）３とは、下側ＬＳ
Ｉチップ1の突起電極２と上側ＬＳＩチップ３の突起電
極４とを接合部５にて固相接合することにより互いに接
続されている。なお、最上部のＬＳＩチップ１１と最下
部のＬＳＩチップ１１以外のＬＳＩチップ１１は適宜、
下側ＬＳＩチップ１または上側ＬＳＩチップ３になり得
る。

【００５５】上記の半導体装置では、各ＬＳＩチップ１
１をＣｕからなる貫通電極８が貫通しており、最上部の
ＬＳＩチップ１１と最下部のＬＳＩチップ１１以外のＬ
ＳＩチップ１１では、上記貫通電極８における上側に突
出した部分が下側ＬＳＩチップ１の突起電極２となり、
下側に突出した部分が上側ＬＳＩチップ３の突起電極４
となっている。

【００５６】また、各ＬＳＩチップ１１同士の間にはア
ンダーフィル樹脂が充填され、アンダーフィル樹脂層６
が形成されている。このアンダーフィル樹脂層６によ
り、基板９上に搭載された複数のＬＳＩチップ１１が封
止されている。

【００５７】上記の突起電極２，４としては、塑性変形
を生じ易い金属であるＡｕ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎあるいは
Ｐｂの少なくとも一つを主成分とする材料からなるもの
であることが好ましい。また、降伏点が２００ＭＰａ以
下の金属あるいは合金、または加工硬化係数３Ｇｐａ以
下の金属または合金が望ましい。ここでは、突起電極
２，４は、上記のようにＡｕを材料として電解めっきで
形成されている。

【００５８】上記の半導体装置では、図１に示すよう
に、下側ＬＳＩチップ１の突起電極２の高さをＨ１、上
側ＬＳＩチップ３の突起電極４の高さをＨ２、かつ（Ｈ
１＋Ｈ２）である接合突起電極７の全体高さをＨ０とし
たときに、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） となっている。

【００５９】半導体装置においては、上記（２）式にお
けるＨ１／Ｈ０をさらに好ましい値とするために、 ０．１≦Ｈ１／Ｈ０≦０．２… （３） としている。

【００６０】また、上記のように、貫通電極８を利用し
て突起電極２，４を形成した構成では、ＬＳＩチップ１
１におけるチップ基体と突起電極との熱膨張係数のミス
マッチによる歪を貫通電極８により緩和することができ
る。なお、上下のＬＳＩチップ１１同士が同一サイズで
ない場合には、上下どちらかのＬＳＩチップ１１が突出
することになる。

【００６１】次に、上記の式（１）〜（３）の関係を得
るために、微細な未接合部分を有する突起電極での歪分
布について、シミュレーションを用いた数値解法により
検討した結果に基づいて詳細に説明する。

【００６２】図３から図６と、図１１と図１２は、突起
電極を接合させた場合の温度サイクル中の相当塑性背歪
をプロットしたものであり、突起電極の塑性変形を考慮
している。何れの場合も突起電極の高さは同一である。
接合時の塑性変形により、接合前の上下の突起電極の高
さや面積は変化するが、シミュレーションは、接合後の
形状について行った。図３から図６は突起電極の材料の
弾性率が同一のものについて検討しており、図１１と図
１２は弾性率が異なるものについて検討している。

【００６３】先ず、突起電極接合部が同一材料による接
続部を仮定して、シミュレーションを進めた。図３から
図６は、温度サイクル中の相当塑性歪をプロットしたも
のであり、突起電極の塑性変形を考慮している。何れの
場合も、突起電極の高さは同一である。接合時の塑性変
形により、接合前の上下の突起電極の高さまたは面積は
変化するが、シミュレーションは、接合後の形状につい
て行なった。図３および図４の場合には未接合部分２１
を設定しており、図３は上下の突起電極高の高さが異な
る場合、図４は上下の突起電極の高さが同一の場合であ
る。図５は未接合部分２１が存在しない場合である。図
６は、未接合部分２１が存在せず、突起電極の面積を増
加させた場合である。

【００６４】図３から図５を比較すると、未接合部分２
１の回りに生じる歪集中は、未接合部分２１が存在しな
い場合のその部分の歪に依存していることが分かる。し
たがって、未接合部分２１が存在しない場合の歪の小さ
い部分に未接合部分２１を配置しても、歪集中は小さい
ままである。これに対し、未接合部分２１が存在しない
場合の歪の大きい部分に未接合部分２１を配置すると、
歪集中が顕著になる。

【００６５】この点を具体的に説明すると、未接合部分
２１が存在しない図５の場合において、最大歪は接合突
起電極７の中央部に位置し、４．９９×１０^-2である。
この状態において、未接合部分２１が接合突起電極７の
中央部に存在する場合、図４に示すように、最大歪は１
３．５×１０^-2にも達することになる。これに対し、未
接合部分２１が接合突起電極７の中央部以外の位置に存
在する場合、図３に示すように、最大歪は、未接合部分
２１が存在しない場合の最大歪よりやや大きい程度の
５．３１×１０^-2に留まることになる。

【００６６】また、接合突起電極７とアンダーフィル樹
脂層６の熱膨張係数のミスマッチによる熱疲労を回避す
るためには、接合前の両突起電極における接合界面（接
合部５）の位置を、接合して一体化された接合突起電極
７の中央部横断面に配置しないようにする。これによ
り、熱歪を接合部５から外れた接合突起電極７のバルク
材部分に誘導し、熱疲労寿命を向上させることが可能で
ある。この点について、例えば図５により具体的に説明
する。歪が最も大きいエリアである、歪が４．００×１
０^-2以上のエリアを含む横断面は、接合突起電極７の全
体高さ（図５に示した部分の上下方向長さに相当）の
０．４から０．６の間に位置している。この位置に接合
界面（接合部５）を配置しない構成とすることにより、
接合界面に未接合部分２１が存在した場合にも、非常に
大きな歪の発生を回避できる可能性が高い。

【００６７】歪が２番目に大きいエリアである、歪が
３．００×１０^-2以上、４．００×１０^-2未満のエリア
を含む横断面は、接合突起電極７の全体高さの０．３か
ら０．４とその対称位置である０．６から０．７の間に
位置している。そこで、この位置にも接合界面（接合部
５）を配置しない構成とすることが望ましい。

【００６８】歪が３番目に大きいエリアである、歪が
２．００×１０^-2以上、３．００×１０^-2未満のエリア
を含む横断面は、接合突起電極７の全体高さの０．２か
ら０．３とその対称位置の０．７から０．８に位置して
いる。そこで、さらにこの位置にも接合界面（接合部
５）を配置しない構成とすることが望ましい。

【００６９】なお、接合突起電極７は、接合界面を１ヵ
所のみに有する構成に限定されず、上記の好ましくない
位置を避けて、接合突起電極７の全体高さにおける例え
ば０．２と０．８の２個所に有する構成であってもよ
い。

【００７０】また、接合突起電極７の全体高さにおける
０．０近傍の横断面に相当するエリアは、歪が小さくな
っているものの、チップ基体と接合突起電極７との熱膨
張係数のミスマッチによる影響が大きいことは既に述べ
た通りである。したがって、０．０近傍位置に接合界面
を配置しない構成とすることが望ましい。

【００７１】また、歪が３．００×１０^-2以上、４．０
０×１０^-2未満のエリアは、接合突起電極７の全体高さ
における０．０から０．２の位置での横断面にも存在し
ているものの、その存在位置は接合突起電極７の外縁部
である。この外縁部は、接合時に塑性変形し易く、汚染
層がより効率的に排除される位置であるため、未接合部
分２１が生じる確率が格段に小さくなっている。したが
って、上記エリアの存在はあまり影響がない。

【００７２】次に、最大歪のエリアとアスペクト比（電
極高さ／電極最大電長さ）との関係を図５および図６に
基づいて説明する。

【００７３】アスペクト比が大きい図５の場合におい
て、最大歪は接合突起電極７の中央部に位置し、４．９
９×１０^-2である。一方、アスペクト比が小さい図６の
場合において、最大歪は、接合突起電極７の中央部分で
はなく、接合突起電極７の全体高さにおける０．０近傍
に位置し、４．３８×１０^-2となっている。これは、接
合突起電極７の変形がチップ基体に拘束される影響が強
くなるためである。この場合には、両突起電極の高さを
異なるようにして接合した効果が小さくなる。

【００７４】上記の検討の結果、図７に示されている通
り、アスペクト比が大きいと、最大歪は接合突起電極７
の中央部分に位置する一方、アスペクト比を徐々に小さ
くしていくと、接合突起電極７の中央部分の歪は徐々に
小さくなり、接合突起電極７の中央部分は最大歪のエリ
アではなくなる。この最大歪エリアの位置が変化する場
合の閾値を求めたところ、接合後におけるアスペクト
比、即ち接合突起電極７の最大長さに対する全体高さの
比として、約０．４であることが判明した。詳細には、
接合突起電極７がチップ基体と接している面の最大長さ
について、下側ＬＳＩチップ１の突起電極２における前
記最大長さをＢ１、上側ＬＳＩチップ３の突起電極４に
おける前記最大長さをＢ２とし、さらにｍｉｎ（Ｘ，
Ｙ）はＸとＹいずれか小さい方の値を示すものとしたと
き、０．４≦（Ｈ０／ｍｉｎ（Ｂ１，Ｂ２）であった。

【００７５】さらに、本願発明者らは、圧接における座
屈とアスペクト比との関係についても検討を行った。圧
接においては、突起電極を若干塑性変形させて接合する
ため、上記アスペクト比が大きくなると、接合の際に座
屈変形が大きくなり、隣り合う突起電極同士が接触して
しまうことは以前に述べた。検討の結果、図８に示され
ている通り、接合突起電極のアスペクト比が２を超える
と、隣り合う突起電極間が接触することが判明し、接合
突起電極７のアスペクト比は２以下が望ましいことが分
かった。詳細には、上記のＢ１，Ｂ２を使用して、（Ｈ
０／ｍｉｎ（Ｂ１，Ｂ２）≦２であった。尚、突起電極
は１２μｍ角、ピッチは２０μｍである。

【００７６】次に、突起電極接合部が異種材料による接
続部を仮定して、シミュレーションを進めた。即ち、上
側と下側の突起電極弾性率が異なる場合について検討を
行った。

【００７７】図１１と図１２は、図３から図６と同様、
温度サイクル中の相当塑性歪をプロットしたものであ
り、突起電極の塑性変形を考慮しており、突起電極の高
さは同一、シミュレーションは接合後の形状について行
った。図１１は、低弾性率材料の突起電極（下側）と高
弾性率材料（上側）の突起電極を同一接続高さで接合さ
せた場合の、未接合部分のある場合の、温度サイクル中
の相当塑性歪をプロットしたものであり、図１２は、図
１１の場合の未接合部分のない場合の、温度サイクル中
の相当塑性歪をプロットしたものである。

【００７８】図１２から、接合部分では、突起電極の接
合端部に材料の違いによる歪が存在しているが、接合部
の突起電極中央部分には、相当塑性歪は存在していな
い。これは、中央部分は突起電極を構成する材料同士が
お互いに拘束しあい破壊に関与しない等方的な応力・歪
となっているからである。

【００７９】一方、未接合部分のある場合である図１１
では、未接合部分を起点とする相当塑性歪の集中が見ら
れる。これは、お互いに拘束しあって等方的な応力・歪
となっていた部分が未接合部分により拘束が崩れ破壊に
関与する塑性歪が生じていることを示している。図４の
場合と比較すれば分かるように、これは、弾性率の差異
が存在するためと考えられる。これゆえ、異種材料が接
合される部分においては、未接合部分が生じることは致
命的であることが分かる。

【００８０】このシミュレーション結果は、Ｈ１／Ｈ０
＝０の場合と同様の結果、即ち、片側の突起電極高さが
０の場合と同様の結果となってしまい、材料の異なる電
極パッドに接合することが不利であることを示唆してい
る。

【００８１】次に、図１に示した半導体装置の機能を確
認するために、少なくとも下側の突起電極２の高さが異
なる複数の半導体装置を使用して比較試験を行った。以
下、その結果について説明する。

【００８２】使用した５種類の半導体装置Ａ〜Ｆは、表
１に示すように、接合前における下側ＬＳＩチップ１の
突起電極２の高さが、それぞれ０μｍ（突起電極な
し）、１．５μｍ、３μｍ、５μｍ、７．５μｍとなっ
ており、接合前における上側ＬＳＩチップ３の突起電極
４が、７．５μｍまたは５μｍである。接合前における
突起電極２，４のアスペクト比（突起電極２，４の高さ
／突起電極２，４の対角線長さ）は、共に０．５以下で
ある。

【００８３】また、半導体装置Ａ〜Ｆの下側ＬＳＩチッ
プ１および上側ＬＳＩチップ３は、共に、縦横サイズが
１０ｍｍ角、厚さが５０μｍ、突起電極２，４のピッチ
が２０μｍ、１チップ当たりの突起電極数が１８４４個
であり、突起電極２，４にはＡｕめっきが施されてい
る。また、下側ＬＳＩチップ１の突起電極２は１４μｍ
角サイズ、上側ＬＳＩチップ３の突起電極４は１２μｍ
角サイズである。

【００８４】突起電極２と突起電極４との接合は、約３
５０℃の熱圧着により、１突起電極あたり約９ｎＮの荷
重を与えて行った。接合突起電極７のアスペクト比は
０．８以下である。

【００８５】複数のＬＳＩチップ１１について上下間で
接合を行い、基板９上へのＬＳＩチップ１１の搭載が完
了すると、突起電極２と突起電極４との接合部５が存在
する各ＬＳＩチップ１１同士の空間に、球状のシリカを
含むエポキシ系のアンダーフィル材９を充填し、それを
硬化させてアンダーフィル樹脂層６とし、ＬＳＩチップ
１１を封止した。使用したアンダーフィル材の熱膨張係
数は、３５ｐｐｍである。

【００８６】試験結果については、各半導体装置Ａ〜Ｆ
において、突起電極間がＬＳＩチップ配線にてデイジー
チェーン状につながれているので、その接続抵抗を測定
することにより、下側ＬＳＩチップ１の突起電極２と上
側ＬＳＩチップ３の突起電極４との接続の信頼性を評価
した。

【００８７】なお、表１の項目の接合電極高さは接合突
起電極７の高さである。また、比率は、突起電極２，４
の接合後において、接合突起電極７の高さをＨ０、下側
ＬＳＩチップ１の突起電極２の高さをＨ１、上側ＬＳＩ
チップ３の突起電極４の高さをＨ２とし、Ｈ０＝Ｈ１＋
Ｈ２、Ｈ１＜Ｈ２を満たすことを前提に、比率＝Ｈ１／
Ｈ０により計算している。

【００８８】

【表１】

【００８９】上記の比較試験の結果、下側ＬＳＩチップ
１に突起電極２が設けられていない半導体装置Ａにおい
て最も早く不良が発生した。次には、下側ＬＳＩチップ
１の突起電極２と上側ＬＳＩチップ３の突起電極４とが
同じ高さである半導体装置Ｅ，Ｆにおいて不良が発生し
た。その後には、半導体装置Ｄにおいて不良が発生し
た。

【００９０】半導体装置Ｅ，Ｆは突起電極高さの比率
（Ｈ１／Ｈ０）が同じであるものの、接合電極高さが異
なるため、半導体装置Ｅの方が半導体装置Ｆよりも早く
不良が発生している。これは、半導体装置Ｅの方が接合
電極高さが高いため、最大歪の絶対値が大きいことによ
る。

【００９１】半導体装置Ｆは、最後まで良好であった半
導体装置Ｂ，Ｃに近い接合電極高さであるものの、早く
不良に至っている。これは、半導体装置Ｆでは、上下の
突起電極２，４の高さが同じであるため、即ち前述した
ように最も避けるべき位置に接合部５（接合界面）があ
ることによる。

【００９２】半導体装置Ｄは、不良発生が半導体装置Ｅ
よりも遅い一方、半導体装置Ｂ，Ｃよりも早くなってい
る。これは、半導体装置Ｄは、半導体装置Ｅに比べて接
合電極高さが低いことにより、最大歪がやや小さくなる
こと、および接合部５が最も歪が大きくなる位置を回避
した、接合突起電極７の全体高さの０．４以下の位置に
存在することによる。また、半導体装置Ｄは、半導体装
置Ｂ，Ｃに比べて接合電極高さが高いことにより、最大
歪がやや大きくなること、および接合部５が歪を小さく
する上で最も優れた位置である、接合突起電極７の全体
高さの０．２を超えた位置に存在することによる。

【００９３】上記の結果から、突起電極高さの比率が
０．１以上、０．２以下の場合に突起電極２と突起電極
４の接続不良の発生が最も遅く、高い信頼性を確保でき
ることが分かった。

【００９４】なお、以上の説明においては、Ｈ１＜Ｈ２
の場合を例に説明したが、逆に、Ｈ１＞Ｈ２の場合であ
っても半導体装置において同様の機能を得ることができ
るのは勿論である。

【００９５】

【発明の効果】以上のように、本発明の突起電極接合型
半導体装置は、第１の半導体チップの突起電極と第２の
半導体チップの突起電極とが固相接合されており、第１
の突起電極の高さをＨ１、第２の突起電極の高さをＨ
２、かつ（Ｈ１＋Ｈ２）である接合突起電極の全体高さ
をＨ０としたときに、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） とした構成である。

【００９６】また、本発明の突起電極接合型半導体装置
の製造方法は、チップ基体の外面から突出するように設
けられた突起電極をそれぞれ有する第１の半導体チップ
と第２の半導体チップとを、接合後の第１の突起電極の
高さをＨ１、第２の突起電極の高さをＨ２、かつ（Ｈ１
＋Ｈ２）である接合突起電極の全体高さをＨ０としたと
きに、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） となるようにして、前記の両突起電極同士を対向させて
固相接合し、その後、第１の半導体チップと第２の半導
体チップとの間に樹脂を充填する構成である。

【００９７】上記の構成によれば、第１の半導体チップ
の突起電極と第２の半導体チップの突起電極とを、半導
体チップの隣り合う突起電極間においてブリッジが発生
し難い固相接合にて接合することにより、突起電極のピ
ッチを狭ピッチにすることが可能となる。さらに、チッ
プ基体と突起電極との熱膨張係数のミスマッチ、および
第１の半導体チップと第２の半導体チップとの間の樹脂
層と突起電極との熱膨張係数のミスマッチが存在する場
合であっても、突起電極での大きい歪が存在しない位置
に両突起電極の接合部を配したことにより、歪による両
突起電極の接続不良の発生を抑制し、高い信頼性を得る
ことができる。

【００９８】上記の突起電極接合型半導体装置は、前記
のＨ０およびＨ１の関係が、 ０．１≦Ｈ１／Ｈ０≦０．２ … （３） である構成としてもよい。これにより、接合突起電極で
の歪による接続不良の発生をさらに抑制し、より高い信
頼性を得ることができる。

【００９９】上記の突起電極接合型半導体装置は、前記
突起電極が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｉｎ、ＳｎまたはＰｂの少な
くとも一つを主成分とする材料からなる構成としてもよ
い。これにより、第１の半導体チップの突起電極と第２
の半導体チップの突起電極との固相接合を適切に行うこ
とができる。

【０１００】上記の突起電極接合型半導体装置は、前記
突起電極が半導体チップの前記チップ基体と接している
面の最大長さについて、第１の半導体チップの突起電極
における前記最大長さをＢ１、第２の半導体チップの突
起電極における前記最大長さをＢ２とし、さらにｍｉｎ
（Ｘ，Ｙ）はＸとＹいずれか小さい方の値を示すものと
したとき、 ０．４≦（Ｈ０／ｍｉｎ（Ｂ１，Ｂ２）≦２… （４） である構成としてもよい。

【０１０１】これにより、突起電極とアンダーフィル樹
脂層の熱膨張係数のミスマッチによる歪が、微細化され
た接合突起電極の中央部のみに集中してその部分にクラ
ックが発生する事態を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の突起電極接合型半導体
装置における下側ＬＳＩチップの突起電極と上側ＬＳＩ
チップの突起電極との接合部を示す縦断面図である。

【図２】図１に示した突起電極の接続構造を有し、ＬＳ
Ｉチップの３次元積層モジュールからなる突起電極接合
型半導体装置を示す縦断面図である。

【図３】図１に示した突起電極の接合部に未接合部分が
存在する場合の、温度サイクル中での相当塑性歪振幅の
シミュレーション結果を示す図である。

【図４】従来の同じ高さの突起電極同士を接合した場合
にその接合部に未接合部分が存在する場合の、温度サイ
クル中での相当塑性歪振幅のシミュレーション結果を示
す図である。

【図５】突起電極同士を接合した場合にその接合部に未
接合部分が存在しない場合の、温度サイクル中での相当
塑性歪振幅のシミュレーション結果を示す図である。

【図６】アスペクト比が小さい突起電極同士を接合した
場合にその接合部に未接合部分が存在しない場合の、温
度サイクル中での相当塑性歪振幅のシミュレーション結
果を示す図である。

【図７】突起電極のアスペクト比と、突起電極中の相当
塑性歪との関係についてのシミュレーション結果を示す
グラフである。

【図８】接合時の突起電極の水平方向の変形量と突起電
極のアスペクト比の関係についての実験結果を示すグラ
フである。

【図９】従来の半導体装置であって、下側半導体チップ
のパッドと上側半導体チップの突起電極との接合部を示
す縦断面図である。

【図１０】従来の半導体装置であって、下側半導体チッ
プの突起電極と上側半導体チップの突起電極とが同じ高
さである場合の両電極の接合部を示す縦断面図である。

【図１１】材料が異なる同一高さの突起電極同士を接合
した場合であって、その接合部に未接合部分が存在する
場合の、温度サイクル中での相当塑性歪振幅のシミュレ
ーション結果を示す図である。

【図１２】材料が異なる同一高さの突起電極同士を接合
した場合であって、その接合部に未接合部分が存在しな
い場合の、温度サイクル中での相当塑性歪振幅のシミュ
レーション結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 下側ＬＳＩチップ ２ 突起電極 ３ 上側ＬＳＩチップ ４ 突起電極 ５ 接合部 ６ アンダーフィル樹脂層 ７ 接合突起電極 ２１ 未接合部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 直敬 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チップ基体の外面から突出するように設け
   られた突起電極をそれぞれ有する第１の半導体チップと
   第２の半導体チップとがそれらの前記突起電極を対向さ
   せて接合され、第１の半導体チップと第２の半導体チッ
   プとの間に樹脂層を有する突起電極接合型半導体装置に
   おいて、 第１の半導体チップの突起電極と第２の半導体チップの
   突起電極とが固相接合されており、第１の突起電極の高
   さをＨ１、第２の突起電極の高さをＨ２、かつ（Ｈ１＋
   Ｈ２）である接合突起電極の全体高さをＨ０としたとき
   に、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） であることを特徴とする突起電極接合型半導体装置。
2. 【請求項２】前記のＨ０およびＨ１の関係が、 ０．１≦Ｈ１／Ｈ０≦０．２ … （３） であることを特徴とする請求項１に記載の突起電極接合
   型半導体装置。
3. 【請求項３】前記突起電極が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ
   またはＰｂの少なくとも一つを主成分とする材料からな
   ることを特徴とする請求項１に記載の突起電極接合型半
   導体装置。
4. 【請求項４】前記突起電極が半導体チップの前記チップ
   基体と接している面の最大長さについて、第１の半導体
   チップの突起電極における前記最大長さをＢ１、第２の
   半導体チップの突起電極における前記最大長さをＢ２と
   し、さらにｍｉｎ（Ｘ，Ｙ）はＸとＹいずれか小さい方
   の値を示すものとしたとき、 ０．４≦（Ｈ０／ｍｉｎ（Ｂ１，Ｂ２））≦２… （４） であることを特徴とする請求項１に記載の突起電極接合
   型半導体装置。
5. 【請求項５】チップ基体の外面から突出するように設け
   られた突起電極をそれぞれ有する第１の半導体チップと
   第２の半導体チップとを、接合後の第１の突起電極の高
   さをＨ１、第２の突起電極の高さをＨ２、かつ（Ｈ１＋
   Ｈ２）である接合突起電極の全体高さをＨ０としたとき
   に、 Ｈ１＜Ｈ２ ……………………… （１） Ｈ１／Ｈ０＜０．４ …………… （２） となるようにして、前記の両突起電極同士を対向させて
   固相接合し、その後、第１の半導体チップと第２の半導
   体チップとの間に樹脂を充填することを特徴とする突起
   電極接合型半導体装置の製造方法。