JP2009194189A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下段チップ3Dのボンディングワイヤ11が接続されない未接続パッド電極10N上に、ダミーバンプ16を形成する。これにより、下段チップ3Dの未接続パッド電極10Nの上に位置する上段チップ3Uのパッド電極10にボンディングワイヤ11を接続する際、下段チップ3Dの未接続パッド電極10N上に形成されたダミーバンプ16が上段チップ3Uの支えとなって上段チップ3Uのたわみを低減し、上段チップ3Uのパッド電極10に生じるクラックを防ぐことができる。
【選択図】図4
Description
本実施の形態1による複数の半導体チップを多段に積層した半導体装置について図1〜図3を用いて説明する。図1は半導体装置の構成を説明する要部断面図、図2は図1のA領域を拡大した要部断面図、図3(a)および(b)はそれぞれ図1のB−B′線における要部平面図およびC−C′線における要部平面図である。
本実施の形態2による半導体装置は、前述した実施の形態1と同様であり、複数の半導体チップを多段に積層した半導体装置であるが、下段チップの未接続パッド電極に設けられた上段チップを支えるダミーパターンが前述した実施の形態1と相違する。
本実施の形態2による半導体装置は、前述した実施の形態1と同様であり、複数の半導体チップを多段に積層した半導体装置であるが、下段チップの未接続パッド電極に設けられた上段チップを支えるダミーパターンが前述した実施の形態1と相違する。
本実施の形態4による半導体装置は、前述した実施の形態1と同様であり、複数の半導体チップを多段に積層した半導体装置であるが、下段チップの未接続パッド電極上に設けられた上段チップを支えるダミーパターンが前述した実施の形態1と相違する。
前述した実施の形態1〜4では、多段に積層した複数のメモリチップ3a,3b,3c,3d,3e,3f,3gおよび3hを搭載した半導体装置1A,1B,1Cおよび1Dについて説明したが、本実施の形態5では、機能が互いに異なり、また、チップサイズが互いに異なる上段チップと下段チップとをスペーサを介して積層した半導体装置を説明する。
2 配線基板
2x 主面
2y 裏面
3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3h メモリチップ
3D 下段チップ
3U 上段チップ
4 コントローラチップ
5 半田バンプ
6,6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g スペーサ
7,8 DAF
9 リード電極
10 パッド電極
10N 未接続パッド電極
11 ボンディングワイヤ
13 パッド電極
14 裏面パッド電極
15 樹脂封止体
16 ダミーバンプ
17 樹脂
18,19 スペーサ
20 メモリマット
22 配線基板
23 下段チップ
24 リード電極
25 パッド電極
25N 未接続パッド電極
26 スペーサ
27 ボンディングワイヤ
28 ダミーバンプ
29 上段チップ
30 パッド電極
31 ボンディングワイヤ
51 実装配線
52 下段チップ
53 スペーサ
54 上段チップ
55 ボンディングワイヤ
Claims (37)
- 複数の第1パッド電極が形成された主面を有し、配線基板の主面上に搭載された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの主面上に積層されたスペーサと、
複数の第2パッド電極が形成された主面を有し、前記スペーサ上に積層された第2半導体チップと、
前記第1半導体チップの主面に形成された第1パッド電極と前記配線基板の主面に形成された電極とを電気的に接続する複数の第1ワイヤと、
前記第2半導体チップの主面に形成された第2パッド電極と前記配線基板の主面に形成された電極とを電気的に接続する複数の第2ワイヤと、
前記第1半導体チップ、前記スペーサ、前記第2半導体チップ、前記複数の第1ワイヤおよび前記複数の第2ワイヤを封止する封止体と、
を含み、
前記複数の第1パッド電極は、前記第1ワイヤが電気的に接続されない未接続パッド電極を有しており、
前記未接続パッド電極上には、ダミーパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、前記ダミーパターンは、前記第1ワイヤと同一材料からなるダミーバンプであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項2記載の半導体装置において、前記ダミーバンプの登頂部は平坦化されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項2記載の半導体装置において、前記ダミーバンプの径が、前記未接続パッド電極の平面寸法よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
- 請求項1記載の半導体装置において、前記ダミーパターンは、樹脂またはペースト材料からなることを特徴とする半導体装置。
- 請求項5記載の半導体装置において、前記樹脂はエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1記載の半導体装置において、前記ダミーパターンは、前記未接続パッド電極を覆うように凸形状に加工された前記スペーサの一部分であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1記載の半導体装置において、前記第1および第2半導体チップは、メモリチップであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項8記載の半導体装置において、前記未接続パッド電極は、チップセレクトピンであることを特徴とする半導体装置。
- 回路素子部および前記回路素子部とそれぞれ電気的に接続された複数の第1パッド電極が形成された主面を有し、配線基板の主面上に搭載された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの主面上に積層されたスペーサと、
回路素子部および前記回路素子部とそれぞれ電気的に接続された複数の第2パッド電極が形成された主面を有し、前記スペーサ上に積層された第2半導体チップと、
前記第1半導体チップの主面に形成された第1パッド電極と前記配線基板の主面に形成された電極とを電気的に接続する複数の第1ワイヤと、
前記第2半導体チップの主面に形成された第2パッド電極と前記配線基板の主面に形成された電極とを電気的に接続する複数の第2ワイヤと、
前記第1半導体チップ、前記スペーサ、前記第2半導体チップ、前記複数の第1ワイヤおよび前記複数の第2ワイヤを封止する封止体と、
を含み、
前記スペーサが、前記複数の第1パッド電極が形成された領域を除いて前記第1半導体チップの前記回路素子部を覆っていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項10記載の半導体装置において、前記第1半導体チップはメモリチップであり、前記スペーサが前記メモリチップのメモリマットを覆っていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項10記載の半導体装置において、前記第1半導体チップの端部が、前記メモリチップのメモリマットの端部と前記第1半導体チップの主面に形成された前記第1パッド電極の端部との間に位置することを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または10記載の半導体装置において、前記第1および第2半導体チップの厚さは50μm未満であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または10記載の半導体装置において、前記未接続パッド電極の真上に、前記第2半導体チップの主面に形成された第2パッド電極が配置されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または10記載の半導体装置において、前記未接続パッド電極の真上に、前記第2半導体チップの主面に形成された第2パッド電極が配置されていないことを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または10記載の半導体装置において、前記第1および第2半導体チップの平面形状は四角形であり、前記第1半導体チップの平面寸法と前記第2半導体チップの平面寸法が同じであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または10記載の半導体装置において、前記第1および第2半導体チップの平面形状は四角形であり、前記第1半導体チップの平面寸法と前記第2半導体チップの平面寸法が異なることを特徴とする半導体装置。
- (a)配線基板上に、未接続パッド電極を有する複数の第1パッド電極が形成された主面を有する第1半導体チップを搭載する工程と、
(b)前記第1半導体チップの主面に形成された複数の第1パッド電極と前記配線基板の主面に形成された複数の電極とをそれぞれ複数の第1ワイヤで電気的に接続する工程と、
(c)前記未接続パッド電極上にダミーパターンを形成する工程と、
(d)前記第1半導体チップ上に、スペーサを積層する工程と、
(e)前記スペーサ上に、複数の第2パッド電極が形成された主面を有する第2半導体チップを積層する工程と、
(f)前記第2半導体チップの主面に形成された複数の第2パッド電極と前記配線基板の主面に形成された複数の電極とをそれぞれ複数の第2ワイヤで電気的に接続する工程と、
(g)前記第1半導体チップ、前記スペーサ、前記第2半導体チップ、前記複数の第1ワイヤおよび前記複数の第2ワイヤを樹脂で封止する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項18記載の半導体装置の製造方法において、前記(g)工程では、キャビティを有する金型内に前記配線基板を配置し、前記キャビティ内に前記樹脂を充填し、前記金型に熱を加えることで前記樹脂を硬化させて封止体を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18記載の半導体装置の製造方法において、前記ダミーパターンを形成する前記(c)工程は前記(b)工程に含まれ、前記複数の第1ワイヤが順次形成される一連のワイヤボンディングのなかで、前記ダミーパターンが前記複数の第1ワイヤと同一材料により形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項20記載の半導体装置の製造方法において、前記(c)工程は、
(c1)ワイヤの先端部をボール形状に加工する工程と、
(c2)前記ワイヤの先端部を前記未接続パッド電極に接合する工程と、
(c3)前記ワイヤを切り離して、前記ダミーパターンを形成する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20記載の半導体装置の製造方法において、前記(c)工程は、
(c1)ワイヤの先端部をボール形状に加工する工程と、
(c2)前記ワイヤの先端部を前記未接続パッド電極に接合した後、前記ワイヤをリバースさせる工程と、
(c3)前記ワイヤを切り離して、前記ダミーパターンを形成する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21または22記載の半導体装置の製造方法において、前記(c3)工程の後に、
(c4)前記ダミーパターンの登頂部を押さえて、前記登頂部を平坦化する工程と、
をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項18記載の半導体装置の製造方法において、前記ダミーパターンは、前記未接続パッド電極上にポッティング法により樹脂を塗布した後、熱処理を施すことにより形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項24記載の半導体装置の製造方法において、前記樹脂はエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18記載の半導体装置の製造方法において、前記ダミーパターンは、前記未接続パッド電極上にペースト材料を塗布した後、熱処理を施すことにより形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- (a)配線基板上に、前記配線基板の主面に形成された電極と電気的に接続されない未接続パッド電極を含む複数の第1パッド電極が形成された主面を有する第1半導体チップを搭載する工程と、
(b)前記第1半導体チップの主面に形成された複数の第1パッド電極と前記配線基板の主面に形成された複数の電極とをそれぞれ複数の第1ワイヤで電気的に接続する工程と、
(c)前記第1半導体チップ上に、凸形状部を有するスペーサを積層する工程と、
(d)前記スペーサ上に、複数の第2パッド電極が形成された主面を有する第2半導体チップを積層する工程と、
(e)前記第2半導体チップの主面に形成された複数の第2パッド電極と前記配線基板の主面に形成された複数の電極とをそれぞれ複数の第2ワイヤで電気的に接続する工程と、
(f)前記第1半導体チップ、前記スペーサ、前記第2半導体チップ、前記複数の第1ワイヤおよび前記複数の第2ワイヤを樹脂で封止する工程とを有し、
前記スペーサは、前記スペーサの前記凸形状部が前記未接続パッド電極を覆うように、前記第1半導体チップ上に積層されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項27記載の半導体装置の製造方法において、前記(f)工程では、キャビティを有する金型内に前記配線基板を配置し、前記キャビティ内に前記樹脂を充填し、前記金型に熱を加えることで前記樹脂を硬化させて封止体を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- (a)配線基板上に、回路素子部および前記回路素子部とそれぞれ電気的に接続され、未接続パッド電極を有する複数の第1パッド電極が形成された主面を有する第1半導体チップを搭載する工程と、
(b)前記第1半導体チップの主面に形成された複数の第1パッド電極と前記配線基板の主面に形成された複数の電極とをそれぞれ複数の第1ワイヤで電気的に接続する工程と、
(c)前記第1半導体チップ上に、スペーサを積層する工程と、
(d)前記スペーサ上に、回路素子部および前記回路素子部とそれぞれ電気的に接続された複数の第2パッド電極が形成された主面を有する第2半導体チップを積層する工程と、
(e)前記第2半導体チップの主面に形成された複数の第2パッド電極と前記配線基板の主面に形成された複数の電極とをそれぞれ複数の第2ワイヤで電気的に接続する工程と、
(f)前記第1半導体チップ、前記スペーサ、前記第2半導体チップ、前記複数の第1ワイヤおよび前記複数の第2ワイヤを樹脂で封止する工程とを有し、
前記スペーサが、前記複数の第1パッド電極が形成された領域を除いて前記第1半導体チップの前記回路素子部を覆っていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項29記載の半導体装置の製造方法において、前記(f)工程では、キャビティを有する金型内に前記配線基板を配置し、前記キャビティ内に前記樹脂を充填し、前記金型に熱を加えることで前記樹脂を硬化させて封止体を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項29記載の半導体装置の製造方法において、前記第1半導体チップはメモリチップであり、前記スペーサが前記メモリチップのメモリマットを覆っていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項29記載の半導体装置の製造方法において、前記第1半導体チップの端部が、前記メモリチップのメモリマットの端部と前記第1半導体チップの主面に形成された前記第1パッド電極の端部との間に位置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18、27または29のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記第1および第2半導体チップの厚さは50μm未満であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18、27または29のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記未接続パッド電極の真上に、前記第2半導体チップの主面に形成された第2パッド電極が配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18、27または29のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記未接続パッド電極の真上に、前記第2半導体チップの主面に形成された第2パッド電極が配置されていないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18、27または29のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記第1および第2半導体チップの平面形状は四角形であり、前記第1半導体チップの平面寸法と前記第2半導体チップの平面寸法が同じであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項18、27または29のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記第1および第2半導体チップの平面形状は四角形であり、前記第1半導体チップの平面寸法と前記第2半導体チップの平面寸法が異なることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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