JP2005101106A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層された複数の半導体素子を含む半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device including a plurality of stacked semiconductor elements and a method for manufacturing the same.
近年各種電子機器の小型化が進み、これらに用いられる半導体装置についても小型化が要求されている。そこで1つの半導体装置内に複数の半導体素子を積層して、小型化、高容量化を図った半導体装置が製造されている。 In recent years, miniaturization of various electronic devices has progressed, and miniaturization of semiconductor devices used for these devices is also required. Thus, a semiconductor device is manufactured in which a plurality of semiconductor elements are stacked in one semiconductor device to reduce the size and increase the capacity.
従来のこの種の半導体装置として、まず、特許文献1記載のものを例示する。この半導体装置80は、図7に示すように、基板81上に2つの半導体素子82,83が積層されている。そして、基板81に直接接合される半導体素子である下側半導体素子82よりも、その上側に積層される半導体素子である上側半導体素子83のサイズが小さくなるように形成されている。これにより、下側半導体素子82上に形成されたボンディングパッド82aにワイヤ84を接続するための空間Sを確保するようにしている。しかしながら、本構造では、上側半導体素子83のサイズを、下側半導体素子82よりも小さくしなければならないという制約があるという問題がある。
As a conventional semiconductor device of this type, a device described in
そこで、例えば、特許文献2記載の半導体装置90では、図8に示すように積層される上下の半導体素子92,92,…間に、スペーサー91を介在させる構成を採用している。このスペーサー91の厚みにより、相対的に下側の半導体素子92上のボンディングパッド92aにワイヤ94を接続するための空間Sを確保することで、上記制約を解消するようにしている。
Therefore, for example, in the
ところが、特許文献2記載の半導体素子90を製造するには、各半導体素子92間にスペーサー91をボンディングする必要があり、スペーサー91や接着材等の材料費が掛かるとともに工数が増えて生産性が低下するという問題がある。しかも、通常、半導体装置の生産ラインには、ボンディング回数に応じた数のボンディング装置が設けられるため、ボンディング回数に比例して生産設備コストも増大するという問題がある。特に、積層される半導体素子数が増加するほど、スペーサー91の数も増え、この問題は大きくなる。
However, in order to manufacture the
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、
上下に積層された複数の半導体素子を含み、相対的に下側にある半導体素子である下側半導体素子に形成されたボンディングパッドが、相対的に上側にある半導体素子である上側半導体素子の下に隠れるように構成された半導体装置であって、
前記上側半導体素子は、その下面に、前記下側半導体素子の前記ボンディングパッドにワイヤを接続するための空間を形成する凹所が設けられている。
In order to solve the above problems, a semiconductor device of the present invention includes:
The bonding pad formed on the lower semiconductor element, which is a relatively lower semiconductor element, includes a plurality of semiconductor elements stacked one above the other. A semiconductor device configured to be hidden by
The upper semiconductor element is provided with a recess on the lower surface thereof for forming a space for connecting a wire to the bonding pad of the lower semiconductor element.
前記半導体装置としては、
前記下側半導体素子及び前記上側半導体素子は、平面視のサイズが略同一に形成されており、
前記下側半導体素子は、その上面の縁部に前記ボンディングパッドが配設されており、
前記上側半導体素子は、その下面における前記ボンディングパッドへ対峙する縁部に前記凹所が設けられている
態様を例示する。
As the semiconductor device,
The lower semiconductor element and the upper semiconductor element are formed to have substantially the same size in plan view,
The lower semiconductor element has the bonding pad disposed on the edge of the upper surface thereof,
The upper semiconductor element exemplifies a mode in which the recess is provided in an edge portion of the lower surface facing the bonding pad.
これらの構成によれば、前記上側半導体素子は、その下面における前記ボンディングパッドへ対峙する縁部に前記凹所が設けられているので、従来とは異なり、前記上側半導体素子と前記下側半導体素子の間にスペーサーを介在させなくてもよく、材料費を低減するとともに生産性を向上することができる。 According to these configurations, the upper semiconductor element and the lower semiconductor element are different from conventional ones because the upper semiconductor element is provided with the recess at the edge facing the bonding pad on the lower surface thereof. There is no need to interpose a spacer between them, and material costs can be reduced and productivity can be improved.
また、本発明の半導体装置の製造方法は、
上下に積層された複数の半導体素子を含み、相対的に下側にある半導体素子である下側半導体素子に形成されたボンディングパッドが、相対的に上側にある半導体素子である上側半導体素子の下に隠れるように構成された半導体装置の製造方法であって、
前記下側半導体素子の前記ボンディングパッド上にワイヤを接続するための空間を形成する凹所を、前記上側半導体素子の下面に設ける段階と、
前記ボンディングパッドに前記ワイヤが接続された前記下側半導体素子の上に前記上側半導体素子を積層する段階と
を含んでいる。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
The bonding pad formed on the lower semiconductor element, which is a relatively lower semiconductor element, includes a plurality of semiconductor elements stacked one above the other. A method of manufacturing a semiconductor device configured to be hidden by
Providing a recess for forming a space for connecting a wire on the bonding pad of the lower semiconductor element on the lower surface of the upper semiconductor element;
Laminating the upper semiconductor element on the lower semiconductor element having the wire connected to the bonding pad.
この製造方法によっても、前記本発明に係る半導体装置と同様の効果を得ることができる。 Also by this manufacturing method, the same effect as the semiconductor device according to the present invention can be obtained.
本発明に係る半導体装置及びその製造方法によれば、材料費を低減するとともに生産性を向上することができるという優れた効果を奏する。 According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, there is an excellent effect that the material cost can be reduced and the productivity can be improved.
図1〜3は本発明を具体化した第一実施形態の半導体装置1及びその製造方法を示している。この半導体装置1は、基板2と、該基板2上に上下に積層された2つの半導体素子3,4と、半導体素子3,4のボンディングパッド3a,4a及び基板2の電極2aを電気的に接続する金ワイヤ等のワイヤ5と、半導体素子3,4及びワイヤ5を基板2上に封止する樹脂パッケージ6とを備えている。以下、相対的に下側にある半導体素子3を「下側半導体素子3」といい、相対的に上側にある半導体素子4を「上側半導体素子4」という。
1 to 3 show a
下側半導体素子3と上側半導体素子4は、平面視で矩形状に形成されるとともに、その矩形サイズが略同一に形成されている。下側半導体素子3と上側半導体素子4の上面における周縁部には、それぞれボンディングパッド3a,4aが列設されている。このため、平面視で、下側半導体素子3に設けられたボンディングパッド3aが、上側半導体素子4の下に隠れるように構成されている。そこで、図3(b)に示すように、上側半導体素子の下面における周縁部には、凹所8が設けられている。この凹所8は、下側半導体素子3のボンディングパッド3aにワイヤ5を接続するための空間Sを形成するためのものである。凹所8の形状としては、特に限定されないが、本例では断面略矩形状に形成されている。また、凹所8の位置やサイズは、下側半導体素子3のボンディングパッド3aのサイズや位置に応じて設定することが好ましい。
The
次に、本半導体装置1の製造方法について説明する。なお、本製造方法のうち、下側半導体素子3に関する部分については、従来の半導体装置1の製造方法と同様であるため、説明を省く。
Next, a method for manufacturing the
(1)図2(a)に示すように、半導体ウエハ10の裏面(回路形成面10aの反対側の面)をバックグラインディングすることにより、所定の厚さに形成する。この厚さとしては、特に限定されないが、300〜400μm程度にすることを例示する(本例では350μm)。
(1) As shown in FIG. 2A, the back surface of the semiconductor wafer 10 (the surface opposite to the
(2)次いで、赤外線アライメントユニット等(図示略)により、半導体ウエハ10に形成された回路形成面10aにおける切断領域を検出し、図2(b)に示すように、先端が断面矩形に形成された第一のダイヤモンドブレード11により、半導体ウエハ10の裏面に網目状に溝入れする。このとき、特に限定されないが、切断幅W1としては、約500〜700μm(本例では500μm)、切断深さD1としては100〜200μm(本例では150μm)とすることを例示する。そして、図2(c)に示すように、回路形成面10a側から、第一のダイヤモンドブレード11よりも細い切断幅W2、例えば20〜40μm程度(本例では40μm)に形成された第二のダイヤモンドブレード12で、半導体ウエハ10を個々の半導体素子4に切断分離する。すると、下面の縁部に、幅230μm、深さ150μmの断面矩形状の凹所8を有する上側半導体素子4が得られる。図3(a)は切断された状態の半導体ウエハ10、同図(b)は切断により分離された一つの上側半導体素子4を示している。これが、下側半導体素子3のボンディングパッド3a上にワイヤ5を接続するための空間Sを形成する凹所8を、上側半導体素子4の下面に設ける段階である。
(2) Next, a cutting region in the
(3)次いで、図2(d)に示すように、基板2にボンディングされるとともに、基板2の電極2aとボンディングパッド3aとがワイヤ5で電気的に接続された状態の下側半導体素子3上に、ダイペースト又はダイ接合用フィルム等の接着手段9によって上側半導体素子4を積層する。これが、ボンディングパッド3aにワイヤ5を接続した下側半導体素子3の上に上側半導体素子4を積層する段階である。そして、図2(e)に示すように、上側半導体素子4上のボンディングパッド4aと基板2の電極をワイヤ5で電気的に接続する。なお、3つ以上の半導体素子を積層する場合も、以上と同様の方法により積層する。
(3) Next, as shown in FIG. 2D, the
(4)次いで、図2(f)に示すように、封止樹脂により、基板2上に、半導体素子及びワイヤをパッケージングするように樹脂パッケージ6を形成する。これで半導体装置1が完成する。
(4) Next, as shown in FIG. 2F, a
以上のように構成された本例の半導体装置1及びその製造方法によれば、上側半導体素子4は、その下面におけるボンディングパッド3aへ対峙する縁部に凹所8が設けられているので、従来とは異なり、上側半導体素子4と下側半導体素子3の間にスペーサーを介在させなくてもよく、材料費を低減するとともに、生産性を向上することができる。
According to the
次に、図4は本発明を具体化した第二実施形態を示している。この半導体装置20及びその製造方法は、以下に示す点において、主に第一実施形態と相違している。従って、同実施形態と共通する部分については、同一符号を付することにより重複説明を省く(以下の他の実施形態についても同様)。
Next, FIG. 4 shows a second embodiment that embodies the present invention. The
本例の半導体装置20は、図4(f)に示すように、上側半導体素子4の凹所21付近における応力分散を図るために、該凹所21付近における形状が急変する部分を減らすようにしている点が、第一実施形態と相違している。具体的には、本例では、上側半導体素子4の周縁部が外側ほど薄くなるように、下面の周縁部をテーパー状に傾斜させ、これにより凹所21を形成するようにしている。
In the
この半導体装置20の製造方法は、図4に示すように、基本的に図2を参照して説明した第一実施形態の製造方法と同様であり、図4(a)〜(f)は、図2(a)〜(f)にそれぞれ対応している。図4(b)に示すように、半導体ウエハ10の裏面から先端が断面V字形のダイヤモンドブレード25により溝入れする点が第一実施形態と相違している。このときのV字形の先端角度A1は110〜150°(本例では120°)、V字形の先端の切断深さD2は200〜250μm(本例では220μm)とすることを例示する。
As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the
本例によれば、第一実施形態と同様の効果に加え、第一実施形態とは異なり、上側半導体素子4の凹所21付近における応力分散を図るようにしている。このため、上側半導体素子4の凹所21付近に外力が作用したとき(例えば、ボンディングパッド4aへワイヤ5をボンディングしたときや、樹脂パッケージ形成のために封止樹脂を冷却したとき等)に、応力集中が生じ難く、強度が向上する。従って、例えば、上側半導体素子4を、第一実施形態と同等の強度を備えたものにする場合であれば、第一実施形態よりも上側半導体素子4の厚さを薄くすることができ、半導体装置20をより薄く構成することができる。
According to this example, in addition to the same effect as the first embodiment, unlike the first embodiment, the stress distribution near the
次に、図5は本発明を具体化した第三実施形態を示している。この半導体装置30及びその製造方法は、以下に示す点において、主に第二実施形態と相違している。
Next, FIG. 5 shows a third embodiment embodying the present invention. The
本例の半導体装置30は、図5(f)に示すように、上側半導体素子4の凹所31付近における応力分散を図るために、該凹所31付近における形状が急変する部分を減らすようにしている点は第二実施形態と同様である。具体的には、本例では、第二実施形態よりも大きい傾斜角度でテーパー状に傾斜させてなる傾斜面と、該傾斜面の外縁から略水平に延設してなる平面とにより、下面の周縁部に凹所31を形成することにより、凹所31により形成される空間Sを広く確保している点が第二実施形態と相違している。
In the
この半導体装置30の製造方法は、図5に示すように、基本的に図4を参照して説明した第二実施形態の製造方法と同様であり、図5(a)〜(f)は、図4(a)〜(f)にそれぞれ対応している。図5(b)に示すように、半導体ウエハ10の裏面から先端が断面台形のダイヤモンドブレード35により溝入れする点が第二実施形態と相違している。このときの台形の先端側の幅W3は200〜400μm(本例では200μm)、水平面に対する斜面の傾斜角度A2は、30〜40°(本例では30°)、台形の先端の切断深さD3は200〜250μm(本例では200μm)とすることを例示する。
As shown in FIG. 5, the manufacturing method of the
本例によれば、第二実施形態と同様の効果に加え、凹所31により形成される空間Sを第二実施形態よりも広く確保することができる。
According to this example, in addition to the effect similar to 2nd embodiment, the space S formed by the
次に、図6は本発明を具体化した第四実施形態を示している。この半導体装置40及びその製造方法は、以下に示す点において、主に第二実施形態と相違している。
Next, FIG. 6 shows a fourth embodiment that embodies the present invention. This
本例の半導体装置40は、図6(f)に示すように、上側半導体素子4の下面の縁部に断面凹円弧形の凹所41が設けられている点が第二実施形態と相違している。
The
この半導体装置40の製造方法は、図6に示すように、基本的に図4を参照して説明した第二実施形態の製造方法と同様であり、図6(a)〜(f)は、図4(a)〜(f)にそれぞれ対応している。図6(b)に示すように、半導体ウエハ10の裏面から先端が断面略半円形のダイヤモンドブレード45により溝入れする点が第一実施形態と相違している。このときの円弧Rの半径は250〜300μm(本例では250μm)、切断深さD4は250〜300μm(本例では250μm)とすることを例示する。
The manufacturing method of the
本例によれば、第二実施形態と同様の効果に加え、凹所41が断面凹円弧形に形成されているので、該凹所41により形成される空間Sを第二実施形態よりも広く確保することができる。
According to this example, in addition to the same effects as in the second embodiment, the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
(1)他の形態の半導体装置に使用すること。
(2)凹所の形状、位置、サイズ等を適宜変更すること。
(3)上下の半導体素子3,4の形状やサイズが互いに異なるように構成すること。
(4)3つ以上の半導体素子を積層した構成とすること。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can also be suitably changed and embodied as follows, for example in the range which does not deviate from the meaning of invention.
(1) Use for other types of semiconductor devices.
(2) Change the shape, position, size, etc. of the recess as appropriate.
(3) The upper and
(4) A configuration in which three or more semiconductor elements are stacked.
1 半導体装置
2 基板
2a 電極
3 下側半導体素子
3a ボンディングパッド
4 上側半導体素子
4a ボンディングパッド
5 ワイヤ
6 樹脂パッケージ
8 凹所
10 半導体ウエハ
10a 回路形成面
20 半導体装置
21 凹所
30 半導体装置
31 凹所
40 半導体装置
41 凹所
S 空間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記上側半導体素子は、その下面に、前記下側半導体素子の前記ボンディングパッドにワイヤを接続するための空間を形成する凹所が設けられた半導体装置。 The bonding pad formed on the lower semiconductor element, which is a relatively lower semiconductor element, includes a plurality of semiconductor elements stacked one above the other. A semiconductor device configured to be hidden by
The upper semiconductor element is a semiconductor device in which a recess for forming a space for connecting a wire to the bonding pad of the lower semiconductor element is provided on the lower surface thereof.
前記下側半導体素子は、その上面の縁部に前記ボンディングパッドが配設されており、
前記上側半導体素子は、その下面における前記ボンディングパッドへ対峙する縁部に前記凹所が設けられている
請求項1記載の半導体装置。 The lower semiconductor element and the upper semiconductor element are formed to have substantially the same size in plan view,
The lower semiconductor element has the bonding pad disposed on the edge of the upper surface thereof,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the upper semiconductor element is provided with the recess at an edge portion of the lower surface facing the bonding pad.
前記下側半導体素子の前記ボンディングパッド上にワイヤを接続するための空間を形成する凹所を、前記上側半導体素子の下面に設ける段階と、
前記ボンディングパッドに前記ワイヤが接続された前記下側半導体素子の上に前記上側半導体素子を積層する段階と
を含む半導体装置の製造方法。
The bonding pad formed on the lower semiconductor element, which is a relatively lower semiconductor element, includes a plurality of semiconductor elements stacked one above the other. A method of manufacturing a semiconductor device configured to be hidden by
Providing a recess for forming a space for connecting a wire on the bonding pad of the lower semiconductor element on the lower surface of the upper semiconductor element;
Laminating the upper semiconductor element on the lower semiconductor element in which the wire is connected to the bonding pad.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003330427A JP2005101106A (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003330427A JP2005101106A (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Semiconductor device and its manufacturing method |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005101106A true JP2005101106A (en) | 2005-04-14 |
Family
ID=34459399
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JP2003330427A Pending JP2005101106A (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Semiconductor device and its manufacturing method |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005101106A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101118719B1 (en) * | 2008-06-30 | 2012-03-13 | 샌디스크 코포레이션 | Stacked semiconductor package with localized cavities for wire bonding and method of fabricating the same |
US8294251B2 (en) | 2008-06-30 | 2012-10-23 | Sandisk Technologies Inc. | Stacked semiconductor package with localized cavities for wire bonding |
US8470640B2 (en) | 2008-06-30 | 2013-06-25 | Sandisk Technologies Inc. | Method of fabricating stacked semiconductor package with localized cavities for wire bonding |
-
2003
- 2003-09-22 JP JP2003330427A patent/JP2005101106A/en active Pending
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