JP2018037687A - Semiconductor device and manufacturing method for the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method for the same Download PDF

Info

Publication number
JP2018037687A
JP2018037687A JP2017227702A JP2017227702A JP2018037687A JP 2018037687 A JP2018037687 A JP 2018037687A JP 2017227702 A JP2017227702 A JP 2017227702A JP 2017227702 A JP2017227702 A JP 2017227702A JP 2018037687 A JP2018037687 A JP 2018037687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
wiring layer
electrode
layer
circuit surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017227702A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6496389B2 (en
Inventor
一茂 河崎
Kazushige Kawasaki
一茂 河崎
栗田 洋一郎
Yoichiro Kurita
洋一郎 栗田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kioxia Corp
Original Assignee
Toshiba Memory Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Memory Corp filed Critical Toshiba Memory Corp
Priority to JP2017227702A priority Critical patent/JP6496389B2/en
Publication of JP2018037687A publication Critical patent/JP2018037687A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6496389B2 publication Critical patent/JP6496389B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a manufacturing method therefor which can reduce parasitic capacitance of a through electrode part.SOLUTION: A semiconductor device includes a second chip laminated on a first wiring layer of a first chip. The second chip has: a second semiconductor layer having a second circuit face opposite to the first wiring layer and a second rear face opposite to the second circuit face; a second wiring layer which is provided on the second circuit face and connected with the first wiring layer of the first chip; and a second through electrode which is provided so as to pass through the second semiconductor layer and connected with the second wiring layer. The semiconductor device includes a third chip laminated at a second rear face side of the second chip. The third chip has: a third semiconductor layer having a third circuit face and a third rear face opposite to the second chip; a third wiring layer provided on the third circuit face; and a third through electrode which is provided so as to pass through the third semiconductor layer, connected with the third wiring layer and connected with the second through electrode of the second chip. A distance between the first chip and the second chip is smaller than a distance between the second chip and the third chip.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.

TSV(Through-Silicon Via)を使った構造において、チップの積層数が多くなるなどTSVの数が増えると、TSVとシリコン基板との間の寄生容量の増大をまねく。   In a structure using TSV (Through-Silicon Via), an increase in the number of TSVs such as an increase in the number of stacked chips leads to an increase in parasitic capacitance between the TSV and the silicon substrate.

米国特許第7119428号明細書US Pat. No. 7,119,428

本発明の実施形態は、貫通電極部分の寄生容量低減が可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。   Embodiments of the present invention provide a semiconductor device capable of reducing the parasitic capacitance of a through electrode portion and a manufacturing method thereof.

実施形態によれば、半導体装置は、第1チップと、第2チップと、第3チップと、を備えている。前記第1チップは、第1回路面と、前記第1回路面の反対側の第1裏面とを有する第1半導体層と、前記第1回路面に設けられた第1配線層と、前記第1裏面に設けられた第1裏面電極と、前記第1半導体層を貫通して設けられ、前記第1配線層と前記第1裏面電極に接続された第1貫通電極と、前記第1配線層の前記第1回路面とは反対の面に向かって前記第1配線層に接続され銅を主成分とする第1接合金属を有する。前記第2チップは、前記第1チップの前記第1配線層側に積層されている。前記第2チップは、前記第1配線層に対向した第2回路面と、前記第2回路面の反対側の第2裏面とを有する第2半導体層と、前記第2回路面に設けられ、前記第1チップの前記第1配線層と接続された第2配線層と、前記第2裏面に設けられた第2裏面電極と、前記第2半導体層を貫通して設けられ、前記第2配線層と前記第2裏面電極に接続された第2貫通電極と、前記第2配線層の前記第2回路面とは反対の面に向かって前記第2配線層に接続された銅を主成分とし前記第1接合金属と接合されている第2接合金属と、を有する。前記第3チップは、前記第2チップの前記第2裏面側に積層されている。前記第3チップは、第3回路面と、前記第3回路面の反対側に位置し、前記第2チップに対向した第3裏面とを有する第3半導体層と、前記第3回路面に設けられた第3配線層と、前記第3裏面に設けられた第3裏面電極と、前記第3半導体層を貫通して設けられ、前記第3配線層と前記第3裏面電極に接続されるとともに、前記第2チップの前記第2貫通電極と接続された第3貫通電極と、前記第3配線層の前記第3回路面とは反対の面に向かって前記第3配線層に接続され銅を主成分とする第3接合金属を有する。前記第1のはんだは、前記第2裏面電極と前記第3裏面電極の間に設けられ前記第2裏面電極と前記第3裏面電極とに接続される。前記第1チップと前記第2チップとの距離は、前記第2チップと前記第3チップとの距離よりも短い。   According to the embodiment, the semiconductor device includes a first chip, a second chip, and a third chip. The first chip includes a first semiconductor layer having a first circuit surface and a first back surface opposite to the first circuit surface; a first wiring layer provided on the first circuit surface; A first back electrode provided on one back surface, a first through electrode provided through the first semiconductor layer and connected to the first wiring layer and the first back electrode, and the first wiring layer And having a first bonding metal mainly composed of copper connected to the first wiring layer toward a surface opposite to the first circuit surface. The second chip is stacked on the first wiring layer side of the first chip. The second chip is provided on the second circuit surface, a second semiconductor layer having a second circuit surface facing the first wiring layer, and a second back surface opposite to the second circuit surface, A second wiring layer connected to the first wiring layer of the first chip; a second back electrode provided on the second back surface; and the second wiring provided through the second semiconductor layer. And a second through electrode connected to the second back electrode and a copper connected to the second wiring layer toward a surface opposite to the second circuit surface of the second wiring layer. And a second bonding metal bonded to the first bonding metal. The third chip is stacked on the second back side of the second chip. The third chip is provided on the third circuit surface, and a third semiconductor layer having a third circuit surface and a third back surface located on the opposite side of the third circuit surface and facing the second chip. The third wiring layer formed, the third back electrode provided on the third back surface, and the third semiconductor layer, and connected to the third wiring layer and the third back electrode. The third through electrode connected to the second through electrode of the second chip and the copper connected to the third wiring layer toward the surface opposite to the third circuit surface of the third wiring layer It has the 3rd joining metal which makes a main component. The first solder is provided between the second back electrode and the third back electrode, and is connected to the second back electrode and the third back electrode. The distance between the first chip and the second chip is shorter than the distance between the second chip and the third chip.

実施形態の半導体装置の模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment. 実施形態の半導体装置の模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment. 実施形態の半導体装置の模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment. 実施形態の半導体装置の製造方法を示す模式断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment. 実施形態の半導体装置の製造方法を示す模式断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment. 実施形態の半導体装置の製造方法を示す模式断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment. 実施形態の半導体装置の製造方法を示す模式断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment. 実施形態の半導体装置の製造方法を示す模式断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment. 実施形態の半導体装置の製造方法を示す模式断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment. 実施形態の半導体装置における複数のチップの接続関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the connection relation of the some chip | tip in the semiconductor device of embodiment. 実施形態の半導体装置の模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment.

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in each drawing.

図1(a)は、実施形態の半導体装置の模式断面図である。   FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device of the embodiment.

実施形態の半導体装置は、複数の半導体チップ(以下、単にチップともいう)11の積層体が、実装基板(インターポーザ)51上に実装され、封止樹脂80に覆われている。   In the semiconductor device of the embodiment, a stacked body of a plurality of semiconductor chips (hereinafter also simply referred to as chips) 11 is mounted on a mounting substrate (interposer) 51 and covered with a sealing resin 80.

図1(a)には、例えば8個のチップ11が積層された構造を例示するが、チップ11の積層数は任意である。複数のチップ11は、厚さ、平面サイズ、厚み方向の層構造および材料などが同じ、例えばメモリチップである。   FIG. 1A illustrates a structure in which, for example, eight chips 11 are stacked, but the number of chips 11 stacked is arbitrary. The plurality of chips 11 are, for example, memory chips having the same thickness, planar size, layer structure and material in the thickness direction, and the like.

実施形態によれば、2つのチップ11が回路面12aどうしをフェイストゥフェイスで対向させてボンディングされた構成の2チップ積層体10が複数積層されている。   According to the embodiment, a plurality of two-chip stacked bodies 10 having a configuration in which two chips 11 are bonded with the circuit surfaces 12a facing each other face-to-face are stacked.

2チップ積層体10における1対のチップ11は、後述するようにウェーハトゥウェーハボンディングにより接合される。複数の2チップ積層体10どうしは、バンプ接続している。   The pair of chips 11 in the two-chip laminate 10 are bonded by wafer-to-wafer bonding as will be described later. The plurality of two-chip laminated bodies 10 are bump-connected.

図1(b)は、図1におけるA部の拡大模式断面図であり、2チップ積層体10の部分断面を表す。   FIG. 1B is an enlarged schematic cross-sectional view of part A in FIG. 1 and represents a partial cross section of the two-chip laminate 10.

それぞれのチップ11は、半導体層12と、配線層13と、貫通電極18と、接合金属(または中間電極)21とを有する。   Each chip 11 includes a semiconductor layer 12, a wiring layer 13, a through electrode 18, and a bonding metal (or intermediate electrode) 21.

半導体層12には、例えばシリコン基板を用いる。あるいは、半導体層12には、SOI(Silicon On Insulator)構造におけるシリコン層を用いる。また、半導体層12には、シリコン以外の例えばSiC、GaNなどの層(基板)を用いてもよい。以下の説明では、半導体層12をシリコン基板として説明する。   For example, a silicon substrate is used for the semiconductor layer 12. Alternatively, a silicon layer having an SOI (Silicon On Insulator) structure is used for the semiconductor layer 12. For the semiconductor layer 12, a layer (substrate) such as SiC or GaN other than silicon may be used. In the following description, the semiconductor layer 12 is described as a silicon substrate.

シリコン基板12は、回路面12aとその反対側の裏面12bとを有する。ここでの裏面12bとは、回路面12aに対する裏面を表す。   The silicon substrate 12 has a circuit surface 12a and a back surface 12b on the opposite side. The back surface 12b here represents the back surface with respect to the circuit surface 12a.

回路面12aには、図示しないトランジスタなどを含む半導体集積回路が形成されている。例えば、メモリチップの場合、回路面12a上に電荷蓄積層、制御電極などが形成されている。   A semiconductor integrated circuit including a transistor (not shown) is formed on the circuit surface 12a. For example, in the case of a memory chip, a charge storage layer, a control electrode, and the like are formed on the circuit surface 12a.

回路面12a上には、半導体集積回路、制御電極と接続された配線層13が設けられている。図には、多層配線を例示するが、配線層13は単層であってもよい。配線層13と回路面12aとの間、配線層13どうしの間、および最上層の配線層13の上には、層間絶縁層14が設けられている。   A wiring layer 13 connected to the semiconductor integrated circuit and the control electrode is provided on the circuit surface 12a. In the figure, multilayer wiring is illustrated, but the wiring layer 13 may be a single layer. An interlayer insulating layer 14 is provided between the wiring layer 13 and the circuit surface 12 a, between the wiring layers 13, and on the uppermost wiring layer 13.

層間絶縁層14は、例えば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)、炭化窒化シリコン(SiCN)、酸化炭化シリコン(SiOC)の少なくともいずれかを含む。   The interlayer insulating layer 14 includes, for example, at least one of silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), silicon carbonitride (SiCN), and silicon oxide carbide (SiOC).

配線層13は、いわゆるオンチップ配線層であり、樹脂中に設けられた再配線層(RDL:Redistribution Layer)とは異なる。   The wiring layer 13 is a so-called on-chip wiring layer and is different from a redistribution layer (RDL) provided in the resin.

層間絶縁層14の表面上には、樹脂層15が設けられている。樹脂層15には、例えばベンゾシクロブテン(BCB)樹脂を用いる。あるいは、樹脂層15には、ポリイミド樹脂、またはエポキシ樹脂を用いる。   A resin layer 15 is provided on the surface of the interlayer insulating layer 14. For the resin layer 15, for example, benzocyclobutene (BCB) resin is used. Alternatively, polyimide resin or epoxy resin is used for the resin layer 15.

シリコン基板12には貫通電極18が設けられている。また、シリコン基板12の裏面12bには、裏面電極19が設けられている。貫通電極18は、裏面電極19が形成された位置でシリコン基板12を貫通し、裏面電極19と配線層13とを接続している。貫通電極18は、例えば、銅を主成分として含む金属を用いる。   A through electrode 18 is provided in the silicon substrate 12. A back electrode 19 is provided on the back surface 12 b of the silicon substrate 12. The through electrode 18 penetrates the silicon substrate 12 at a position where the back electrode 19 is formed, and connects the back electrode 19 and the wiring layer 13. For the through electrode 18, for example, a metal containing copper as a main component is used.

貫通電極18とシリコン基板12との間には、貫通電極18とシリコン基板12との直接的な導通を防ぐ絶縁膜17が設けられている。絶縁膜17には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、またはシリコン酸窒化膜を用いる。   An insulating film 17 is provided between the through electrode 18 and the silicon substrate 12 to prevent direct conduction between the through electrode 18 and the silicon substrate 12. As the insulating film 17, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is used.

樹脂層15には、接合金属(または中間電極)21が埋め込まれている。接合金属21は、樹脂層15、および層間絶縁層14の一部を貫通して、配線層13に接続している。接合金属21には、例えば銅を主成分として含む金属を用いる。   A bonding metal (or intermediate electrode) 21 is embedded in the resin layer 15. The bonding metal 21 penetrates part of the resin layer 15 and the interlayer insulating layer 14 and is connected to the wiring layer 13. As the bonding metal 21, for example, a metal containing copper as a main component is used.

以上説明した構造を有するチップ11どうしが回路面12a(配線層13)側を対向させて接合され、2チップ積層体10が形成されている。   The chips 11 having the above-described structure are joined with the circuit surface 12 a (wiring layer 13) facing each other to form a two-chip laminated body 10.

互いのチップ11の接合金属21どうしが接合され、且つ樹脂層15どうしが接合(接着)されている。   The joining metals 21 of the chips 11 are joined together, and the resin layers 15 are joined (adhered).

図1(a)において、例えば最下層の2チップ積層体10における上側のチップ11の裏面電極19と、その上の2チップ積層体10における下側のチップ11の裏面電極19との間にはバンプ31が設けられている。バンプ31は、例えば、はんだボール、または金属バンプであり、上下のチップ11の裏面電極19どうしを接続している。すなわち、複数の2チップ積層体10どうしはバンプ接続されている。   In FIG. 1A, for example, between the back electrode 19 of the upper chip 11 in the lowermost two-chip laminated body 10 and the back electrode 19 of the lower chip 11 in the upper two-chip laminated body 10 Bumps 31 are provided. The bumps 31 are, for example, solder balls or metal bumps, and connect the back electrodes 19 of the upper and lower chips 11. That is, the plurality of two-chip laminated bodies 10 are bump-connected.

図1(a)において、最下層の2チップ積層体10における下側のチップ11の裏面12bには、再配線層41が設けられている。最下層のチップ11の裏面電極19は、再配線層41と接続されている。再配線層41は、樹脂中に設けられ、チップ11の配線層(オンチップ配線層)13と、実装基板51の配線層との接続を担う。   In FIG. 1A, a rewiring layer 41 is provided on the back surface 12 b of the lower chip 11 in the lowermost two-chip stacked body 10. The back electrode 19 of the lowermost chip 11 is connected to the rewiring layer 41. The rewiring layer 41 is provided in the resin, and is responsible for connection between the wiring layer (on-chip wiring layer) 13 of the chip 11 and the wiring layer of the mounting substrate 51.

再配線層41の下面にはバンプ(例えば、はんだボール、金属バンプ)32が設けられ、そのバンプ32を介して複数のチップ11を含む積層体は、実装基板51上にマウントされている。実装基板51の裏面には、外部端子(例えば、はんだボール、金属バンプ)52が設けられている。   Bumps (for example, solder balls, metal bumps) 32 are provided on the lower surface of the rewiring layer 41, and the stacked body including the plurality of chips 11 is mounted on the mounting substrate 51 via the bumps 32. External terminals (for example, solder balls, metal bumps) 52 are provided on the back surface of the mounting substrate 51.

実装基板51上の積層体は、封止樹脂80で覆われている。また、樹脂85が、2チップ積層体10と2チップ積層体10との間に充填されている。すなわち、バンプ31の接合部は樹脂85で覆われ保護されている。   The laminated body on the mounting substrate 51 is covered with a sealing resin 80. A resin 85 is filled between the two-chip laminate 10 and the two-chip laminate 10. That is, the joint portion of the bump 31 is covered and protected by the resin 85.

2チップ積層体10における回路面12aどうしを対向させて接合された2つのチップ11間の樹脂層15のフィラー含有量は、バンプ31を介して接続された2つのチップ11間の樹脂85のフィラー含有量よりも少ない。あるいは、樹脂層15はフィラーを含まない。ウェーハ同士の接合では、バンプを介した接合に比較してチップ間の距離が短く、樹脂の熱膨張による信頼性への影響が小さいため、熱膨張を抑制するフィラー量は樹脂85よりも少なくてもよい(あるいはフィラーが無くてもよい)。   The filler content of the resin layer 15 between the two chips 11 bonded with the circuit surfaces 12a facing each other in the two-chip laminate 10 is the filler of the resin 85 between the two chips 11 connected via the bumps 31. Less than the content. Or the resin layer 15 does not contain a filler. In wafer-to-wafer bonding, the distance between chips is shorter than in bonding via bumps, and the effect on reliability due to thermal expansion of the resin is small. Therefore, the amount of filler that suppresses thermal expansion is less than that of the resin 85. (Or the filler may be omitted).

複数のチップ11のそれぞれの半導体集積回路(メモリ素子も含む)は、配線層13、接合金属21、貫通電極18、裏面電極19、バンプ31、再配線層41、およびバンプ32を介して、実装基板51の配線層と電気的に接続されている。そして、実装基板51の配線層は、外部端子52を介して、外部回路と接続される。   Each of the semiconductor integrated circuits (including memory elements) of the plurality of chips 11 is mounted via the wiring layer 13, the bonding metal 21, the through electrode 18, the back electrode 19, the bump 31, the rewiring layer 41, and the bump 32. The wiring layer of the substrate 51 is electrically connected. The wiring layer of the mounting substrate 51 is connected to an external circuit via the external terminal 52.

複数のチップ11は、メモリチップであり、図10に示すように、共通のデータ入出力端子90に対して並列接続(バス接続)される。   The plurality of chips 11 are memory chips, and are connected in parallel (bus connection) to a common data input / output terminal 90 as shown in FIG.

すなわち、貫通電極18、接合金属21およびバンプ31によってチップ積層方向に形成される共通のデータバス91に対して、複数のチップ11のデータ入出力線が並列接続している。   That is, the data input / output lines of the plurality of chips 11 are connected in parallel to a common data bus 91 formed in the chip stacking direction by the through electrode 18, the bonding metal 21 and the bumps 31.

図11は、図1(a)に示す半導体装置から、複数のチップ11(複数の2チップ積層体10)の積層体を抽出した模式断面図である。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view in which a stacked body of a plurality of chips 11 (a plurality of two-chip stacked bodies 10) is extracted from the semiconductor device illustrated in FIG.

図11に示すように、互いの回路面12aどうしを対向させて積層された2つのチップ11の回路面間ピッチをa、互いの裏面どうしを対向させて積層された2つのチップ11の回路面間ピッチをbとすると、a<bであり、また、ピッチaとピッチbが複数チップの積層方向に交互に周期的に繰り返されている。   As shown in FIG. 11, the pitch between the circuit surfaces of the two chips 11 stacked with the circuit surfaces 12a facing each other is a, and the circuit surface of the two chips 11 stacked with the back surfaces facing each other. When the inter-pitch is b, a <b, and the pitch a and the pitch b are periodically repeated alternately in the stacking direction of the plurality of chips.

次に、図4〜図9を参照して、2チップ積層体10の製造方法について説明する。図4〜図9に示す工程はウェーハ状態で進められ、図4〜図9にはウェーハW1、W2の一部断面を示している。   Next, a method for manufacturing the two-chip laminate 10 will be described with reference to FIGS. The processes shown in FIGS. 4 to 9 are performed in a wafer state, and FIGS. 4 to 9 show partial cross sections of the wafers W1 and W2.

まず、ウェーハプロセスで、シリコン基板12上に、前述した要素を形成する。そして、2枚のウェーハW1、W2を回路面12a側を対向させて貼り合わせる。   First, the above-described elements are formed on the silicon substrate 12 by a wafer process. Then, the two wafers W1 and W2 are bonded together with the circuit surface 12a facing each other.

図4には、貼り合わせ前の第1ウェーハW1と第2ウェーハW2を示す。第1ウェーハW1と第2ウェーハW2は、構造は同じで、貼り合わせ面を挟んで各要素が鏡像対称になっている。   FIG. 4 shows the first wafer W1 and the second wafer W2 before bonding. The first wafer W1 and the second wafer W2 have the same structure, and each element is mirror-image symmetric across the bonding surface.

第1ウェーハW1と第2ウェーハW2は、互いの対応する接合金属21の位置を合わせて、図5に示すように貼り合わされる。加圧及び加熱下で2枚のウェーハW1、W2は貼り合わされ、接合金属21どうしが接合されるとともに、樹脂層15どうしが接着(ウェーハボンディング)される。   The first wafer W1 and the second wafer W2 are bonded together as shown in FIG. The two wafers W1 and W2 are bonded together under pressure and heat, the bonding metal 21 is bonded to each other, and the resin layer 15 is bonded (wafer bonding).

ウェーハボンディング後、図6に示すように、第1ウェーハW1のシリコン基板12を裏面12b側から研削して薄化する。第1ウェーハW1のシリコン基板12が薄くなっても、第2ウェーハW2のシリコン基板12が支持体となる。あるいは、第1ウェーハW1のシリコン基板12を支持体にして、先に第2ウェーハW2のシリコン基板12を研削して薄化してもよい。   After the wafer bonding, as shown in FIG. 6, the silicon substrate 12 of the first wafer W1 is ground and thinned from the back surface 12b side. Even if the silicon substrate 12 of the first wafer W1 becomes thin, the silicon substrate 12 of the second wafer W2 becomes a support. Alternatively, the silicon substrate 12 of the first wafer W1 may be used as a support, and the silicon substrate 12 of the second wafer W2 may be ground and thinned first.

研削前のシリコン基板12は例えば700μm以上であり、研削により、シリコン基板12は、貫通電極を形成する場合は例えば30〜50μm程度に、貫通電極を形成しない場合は例えば100〜500μm程度に薄化される。   The silicon substrate 12 before grinding is, for example, 700 μm or more. By grinding, the silicon substrate 12 is thinned to, for example, about 30 to 50 μm when the through electrode is formed, and is thinned to, for example, about 100 to 500 μm when the through electrode is not formed. Is done.

第1ウェーハW1のシリコン基板12を薄化した後、図6に示すように、シリコン基板12を貫通して第1ウェーハW1の配線層13に達するビア16を形成する。例えば、RIE(Reactive Ion Etching)などのエッチングによりビア16が形成される。   After the silicon substrate 12 of the first wafer W1 is thinned, as shown in FIG. 6, vias 16 that penetrate the silicon substrate 12 and reach the wiring layer 13 of the first wafer W1 are formed. For example, the via 16 is formed by etching such as RIE (Reactive Ion Etching).

図7に示すように、ビア16の内壁、およびビア16周囲のシリコン基板12の裏面12bには絶縁膜17が形成される。そして、絶縁膜17を介してビア16内に貫通電極18が埋め込まれる。また、シリコン基板12の裏面12bには貫通電極18と接続した裏面電極19が形成される。裏面電極19とシリコン基板12の裏面12bとの間にも絶縁膜17が介在される。   As shown in FIG. 7, an insulating film 17 is formed on the inner wall of the via 16 and the back surface 12 b of the silicon substrate 12 around the via 16. Then, the through electrode 18 is embedded in the via 16 via the insulating film 17. A back electrode 19 connected to the through electrode 18 is formed on the back surface 12 b of the silicon substrate 12. An insulating film 17 is also interposed between the back electrode 19 and the back surface 12 b of the silicon substrate 12.

次に、図8に示すように、貫通電極18が形成された第1ウェーハW1のシリコン基板12の裏面12b側に支持体100を貼り付ける。図8において、図7と上下を逆にして第1ウェーハW1及び第2ウェーハW2を示している。   Next, as shown in FIG. 8, the support body 100 is affixed on the back surface 12b side of the silicon substrate 12 of the 1st wafer W1 in which the penetration electrode 18 was formed. In FIG. 8, the first wafer W1 and the second wafer W2 are shown upside down from FIG.

支持体100は、例えばガラス基板などの剛体である。支持体100は接着層101を介して第1ウェーハW1のシリコン基板12に貼り付けられる。   The support body 100 is a rigid body such as a glass substrate. The support 100 is attached to the silicon substrate 12 of the first wafer W1 through the adhesive layer 101.

支持体100によって第1ウェーハW1および第2ウェーハW2が支持された状態で、第2ウェーハW2のシリコン基板12を裏面12b側から研削して薄化する。   In a state where the first wafer W1 and the second wafer W2 are supported by the support body 100, the silicon substrate 12 of the second wafer W2 is ground and thinned from the back surface 12b side.

第2ウェーハW2のシリコン基板12を薄化した後、第1ウェーハW1に対するプロセスと同様に、シリコン基板12を貫通して第2ウェーハW2の配線層13に達するビアを形成する。   After thinning the silicon substrate 12 of the second wafer W2, vias reaching the wiring layer 13 of the second wafer W2 through the silicon substrate 12 are formed in a manner similar to the process for the first wafer W1.

そして、図9に示すように、第2ウェーハW2のビア16の内壁、およびビア16周囲のシリコン基板12の裏面12bに絶縁膜17が形成される。そして、絶縁膜17を介してビア16内に貫通電極18が埋め込まれる。また、シリコン基板12の裏面12bには貫通電極18と接続した裏面電極19が形成される。裏面電極19とシリコン基板12の裏面12bとの間にも絶縁膜17が介在される。また、必要に応じて、裏面電極19上にバンプ31が形成される。   Then, as shown in FIG. 9, an insulating film 17 is formed on the inner wall of the via 16 of the second wafer W <b> 2 and the back surface 12 b of the silicon substrate 12 around the via 16. Then, the through electrode 18 is embedded in the via 16 via the insulating film 17. A back electrode 19 connected to the through electrode 18 is formed on the back surface 12 b of the silicon substrate 12. An insulating film 17 is also interposed between the back electrode 19 and the back surface 12 b of the silicon substrate 12. Further, bumps 31 are formed on the back electrode 19 as necessary.

その後、第1ウェーハW1および第2ウェーハW2の接合体をダイシングし、支持体100を除去(剥離)することで、個片化された2チップ積層体10が得られる。   Thereafter, the joined body of the first wafer W1 and the second wafer W2 is diced, and the support body 100 is removed (peeled), whereby the separated two-chip laminated body 10 is obtained.

例えば、支持体100がダイシングテープに貼り付けられた状態で、第2ウェーハW2および第1ウェーハW1がダイシングされる。あるいは、支持体100を剥離してから第1ウェーハW1および第2ウェーハW2をダイシングしてもよい。   For example, the second wafer W <b> 2 and the first wafer W <b> 1 are diced in a state where the support body 100 is attached to a dicing tape. Alternatively, the first wafer W1 and the second wafer W2 may be diced after the support 100 is peeled off.

実施形態の2チップ積層体10は、個片化した2チップのチップトゥチップボンディングではなく、ウェーハトゥウェーハボンディングの後のダイシングにより得られる。したがって、2チップ積層体10は、連続した側面を有する直方体形状に形成される。   The two-chip laminated body 10 of the embodiment can be obtained by dicing after wafer-to-wafer bonding, not by chip-to-chip bonding of two separated chips. Therefore, the two-chip laminated body 10 is formed in a rectangular parallelepiped shape having continuous side surfaces.

個片化された複数の2チップ積層体10は、図1(a)に示すように、実装基板51上に積層され、複数の2チップ積層体10どうしの間には樹脂85が充填される。あるいは、複数の2チップ積層体10を、樹脂フィルムを介して貼り合わせて積層してもよい。   As shown in FIG. 1A, the plurality of separated two-chip laminates 10 are laminated on a mounting substrate 51, and a resin 85 is filled between the plurality of two-chip laminates 10. . Alternatively, a plurality of two-chip laminates 10 may be bonded and laminated via a resin film.

また、図2(a)、図2(b)、図3(a)に示すように、2チップ積層体10に対して、1つのチップ11がバンプ31を介して積層された構造でもよい。   Further, as shown in FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 3 </ b> A, a structure in which one chip 11 is stacked with bumps 31 on the two-chip stacked body 10 may be used.

TSV(Through-Silicon Via)構造において、基板を薄くすれば貫通電極の表面積が小さくなり、絶縁膜を挟んで対向する貫通電極と基板との間の寄生容量を低減できる。しかしながら、基板が薄くなると、チップどうしのボンディング、チップと実装基板とのボンディングなどの組み立てプロセスにおいてハンドリングが困難になる問題が生じる。   In a TSV (Through-Silicon Via) structure, if the substrate is thinned, the surface area of the through electrode is reduced, and the parasitic capacitance between the through electrode and the substrate facing each other with the insulating film interposed therebetween can be reduced. However, when the substrate becomes thinner, there arises a problem that handling becomes difficult in an assembly process such as bonding between chips and bonding between a chip and a mounting substrate.

そこで、以上説明した実施形態によれば、2枚のウェーハW1、W2を回路面12a側を対向させてウェーハトゥウェーハボンディングした後、一方のウェーハW2のシリコン基板12を支持体として、他方のウェーハW1のシリコン基板12を薄化して貫通電極18を形成する。その後、一方のウェーハW1のシリコン基板12側に支持体(剛体)100を貼り付けた後、他方のウェーハW2のシリコン基板12を薄化して、ウェーハW2にも貫通電極18を形成する。   Therefore, according to the embodiment described above, after wafer-to-wafer bonding of the two wafers W1 and W2 with the circuit surface 12a facing each other, the silicon wafer 12 of one wafer W2 is used as a support, and the other wafer is used. The through silicon via 12 is formed by thinning the silicon substrate 12 of W1. Thereafter, a support (rigid body) 100 is attached to the silicon substrate 12 side of one wafer W1, and then the silicon substrate 12 of the other wafer W2 is thinned to form the through electrode 18 also in the wafer W2.

そのため、ハンドリングの困難性をきたすことなく、2チップ積層体10のそれぞれの基板12を薄化した上でTSV構造を形成することができる。参照例として、チップトゥチップで2チップを積層した構造に比べて、実施形態の2チップ積層体10によれば基板12の厚さを約1/2にすることができる。   Therefore, the TSV structure can be formed after thinning the respective substrates 12 of the two-chip laminate 10 without causing difficulty in handling. As a reference example, the thickness of the substrate 12 can be reduced to about ½ according to the two-chip stacked body 10 of the embodiment as compared to a structure in which two chips are stacked by chip-to-chip.

したがって、絶縁膜17を挟んでシリコン基板12に対向する貫通電極18の表面積を参照例に比べて約1/2にすることが可能となり、貫通電極18と基板12間の寄生容量を約1/2に低減することができる。   Accordingly, the surface area of the through electrode 18 facing the silicon substrate 12 with the insulating film 17 interposed therebetween can be reduced to about ½ compared to the reference example, and the parasitic capacitance between the through electrode 18 and the substrate 12 can be reduced to about 1 /. It can be reduced to 2.

特に、記憶容量の大容量化にともないチップ11の積層数が増大すると、TSVの数も増え、その寄生容量の影響も大きくなる傾向にあるが、実施形態によれば、基板12の薄化によりTSVの寄生容量を低減することで、結果として消費電力の低減を図れる。   In particular, as the number of stacked chips 11 increases as the storage capacity increases, the number of TSVs also increases and the influence of parasitic capacitance tends to increase. However, according to the embodiment, the substrate 12 is thinned. By reducing the parasitic capacitance of TSV, the power consumption can be reduced as a result.

また、2チップ積層体10は、接合面を挟んで断面構造が鏡像対称にある同じチップ11どうしがボンディングされた構造であるため、それぞれのチップ11に発生する反りが相殺されて、2チップ積層体10としては反りの小さいものが得られる。   Further, the two-chip laminated body 10 has a structure in which the same chips 11 whose cross-sectional structures are mirror-image symmetrical are bonded to each other with the bonding surface interposed therebetween. A body 10 having a small warp is obtained.

図1(a)には、例えば、4組の2チップ積層体10の積層構造を例示したが、2組または3組の2チップ積層体10の積層構造でもよく、また、5組以上の2チップ積層体10を積層させてもよい。   In FIG. 1A, for example, a laminated structure of four sets of two-chip laminated bodies 10 is illustrated, but a laminated structure of two sets or three sets of two-chip laminated bodies 10 may be used, and five or more sets of 2 The chip stack 10 may be stacked.

また、図2(a)に示すように、再配線層41を上に向けて複数チップ11の積層体を実装基板51にボンディングし、最上層の再配線層41と、実装基板51とをワイヤ61によってボンディングしてもよい。   Further, as shown in FIG. 2A, the stacked body of the plurality of chips 11 is bonded to the mounting substrate 51 with the rewiring layer 41 facing upward, and the uppermost rewiring layer 41 and the mounting substrate 51 are connected to the wire. 61 may be used for bonding.

また、図2(b)に示すように、実装基板51を用いずに、複数のチップ11の積層体を再配線層41を介して直接外部端子52に接続させてもよい。   In addition, as illustrated in FIG. 2B, the stacked body of the plurality of chips 11 may be directly connected to the external terminal 52 through the rewiring layer 41 without using the mounting substrate 51.

また、図3(a)に示すように、最下層のチップ11の下の再配線層41の下にロジックチップ71を搭載してもよい。ロジックチップ71はバンプ(例えば、はんだボール、金属バンプ)72を介して再配線層41に接合している。ロジックチップ71は、再配線層41を介して、例えば最下層のチップ11(貫通電極、配線層)に電気的に接続している。   Further, as shown in FIG. 3A, a logic chip 71 may be mounted under the redistribution layer 41 under the lowermost chip 11. The logic chip 71 is bonded to the rewiring layer 41 via bumps (for example, solder balls, metal bumps) 72. The logic chip 71 is electrically connected to, for example, the lowermost chip 11 (through electrode, wiring layer) via the rewiring layer 41.

ロジックチップ71は、各メモリチップ11を制御するIF(interface)/コントローラチップである。   The logic chip 71 is an IF (interface) / controller chip that controls each memory chip 11.

また、図3(b)に示すように、貫通電極18がないチップ11と、貫通電極18を持つチップ11とが接合金属21及び樹脂層15を介して接合された2チップ積層体10’が含まれていてもよい。   Further, as shown in FIG. 3B, a two-chip laminated body 10 ′ in which the chip 11 without the through electrode 18 and the chip 11 with the through electrode 18 are bonded via the bonding metal 21 and the resin layer 15 is provided. It may be included.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…2チップ積層体、11…チップ、12…シリコン基板、12a…回路面、12b…裏面、13…配線層、15…樹脂層、16…ビア、17…絶縁膜、18…貫通電極、19…裏面電極、21…接合金属、31…バンプ、51…実装基板、71…ロジックチップ、80…樹脂、100…支持体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Two-chip laminated body, 11 ... Chip, 12 ... Silicon substrate, 12a ... Circuit surface, 12b ... Back surface, 13 ... Wiring layer, 15 ... Resin layer, 16 ... Via, 17 ... Insulating film, 18 ... Through electrode, 19 ... Back electrode, 21 ... Junction metal, 31 ... Bump, 51 ... Mounting substrate, 71 ... Logic chip, 80 ... Resin, 100 ... Support

Claims (8)

第1回路面と、前記第1回路面の反対側の第1裏面とを有する第1半導体層と、前記第1回路面に設けられた第1配線層と、前記第1裏面に設けられた第1裏面電極と、前記第1半導体層を貫通して設けられ、前記第1配線層と前記第1裏面電極に接続された第1貫通電極と、前記第1配線層の前記第1回路面とは反対の面に向かって前記第1配線層に接続され銅を主成分とする第1接合金属を有する第1チップと、
前記第1チップの前記第1配線層側に積層された第2チップであって、前記第1配線層に対向した第2回路面と、前記第2回路面の反対側の第2裏面とを有する第2半導体層と、前記第2回路面に設けられ、前記第1チップの前記第1配線層と接続された第2配線層と、前記第2裏面に設けられた第2裏面電極と、前記第2半導体層を貫通して設けられ、前記第2配線層と前記第2裏面電極に接続された第2貫通電極と、前記第2配線層の前記第2回路面とは反対の面に向かって前記第2配線層に接続された銅を主成分とし前記第1接合金属と接合されている第2接合金属と、を有する第2チップと、
前記第2チップの前記第2裏面側に積層された第3チップであって、第3回路面と、前記第3回路面の反対側に位置し、前記第2チップに対向した第3裏面とを有する第3半導体層と、前記第3回路面に設けられた第3配線層と、前記第3裏面に設けられた第3裏面電極と、前記第3半導体層を貫通して設けられ、前記第3配線層と前記第3裏面電極に接続されるとともに、前記第2チップの前記第2貫通電極と接続された第3貫通電極と、前記第3配線層の前記第3回路面とは反対の面に向かって前記第3配線層に接続され銅を主成分とする第3接合金属を有する第3チップと、
前記第2裏面電極と前記第3裏面電極の間に設けられ前記第2裏面電極と前記第3裏面電極とに接続された第1のはんだと、
を備え、前記第1チップと前記第2チップとの距離は、前記第2チップと前記第3チップとの距離よりも短い半導体装置。
A first semiconductor layer having a first circuit surface and a first back surface opposite to the first circuit surface; a first wiring layer provided on the first circuit surface; and provided on the first back surface. A first back electrode, a first through electrode provided through the first semiconductor layer and connected to the first wiring layer and the first back electrode; and the first circuit surface of the first wiring layer. A first chip having a first bonding metal composed mainly of copper and connected to the first wiring layer toward the opposite surface;
A second chip stacked on the first wiring layer side of the first chip, the second circuit surface facing the first wiring layer, and a second back surface opposite to the second circuit surface. A second semiconductor layer having a second wiring layer provided on the second circuit surface and connected to the first wiring layer of the first chip; a second back electrode provided on the second back surface; A second through electrode provided through the second semiconductor layer and connected to the second wiring layer and the second back surface electrode; and a surface opposite to the second circuit surface of the second wiring layer. A second chip having a second bonding metal mainly composed of copper connected to the second wiring layer and bonded to the first bonding metal;
A third chip stacked on the second back surface side of the second chip, the third circuit surface, and a third back surface located on the opposite side of the third circuit surface and facing the second chip; A third semiconductor layer comprising: a third wiring layer provided on the third circuit surface; a third back electrode provided on the third back surface; provided through the third semiconductor layer; A third through electrode connected to the third wiring layer and the third back electrode and connected to the second through electrode of the second chip is opposite to the third circuit surface of the third wiring layer. A third chip having a third bonding metal mainly composed of copper and connected to the third wiring layer toward the surface of
A first solder provided between the second back electrode and the third back electrode and connected to the second back electrode and the third back electrode;
And a distance between the first chip and the second chip is shorter than a distance between the second chip and the third chip.
前記第3チップの前記第3配線層側に積層された第4チップであって、前記第3配線層に対向した第4回路面と、前記第4回路面の反対側の第4裏面とを有する第4半導体層と、前記第4回路面に設けられ、前記第3チップの前記第3配線層と接続された第4配線層と、前記第4裏面に設けられた第4裏面電極と、前記第4半導体層を貫通して設けられ、前記第4配線層と前記第4裏面電極に接続された第4貫通電極と、前記第4配線層の前記第4回路面とは反対の面に向かって前記第4配線層に接続された銅を主成分とし前記第3接合金属と接合されている第4接合金属と、を有する第4チップと、
前記第4チップの前記第4裏面側に積層された第5チップであって、第5回路面と、前記第5回路面の反対側に位置し、前記第4チップに対向した第5裏面とを有する第5半導体層と、前記第5回路面に設けられた第5配線層と、前記第5裏面に設けられた第5裏面電極と、前記第5半導体層を貫通して設けられ、前記第5配線層と前記第5裏面電極に接続されるとともに、前記第4チップの前記第4貫通電極と接続された第5貫通電極と、前記第5配線層の前記第5回路面とは反対の面に向かって前記第5配線層に接続され銅を主成分とする第5接合金属を有する第5チップと、
前記第4裏面電極と前記第5裏面電極の間に設けられ前記第4裏面電極と前記第5裏面電極とに接続された第2のはんだと、
をさらに備え、前記第3チップと前記第4チップとの距離は、前記第4チップと前記第5チップとの距離よりも短く、前記第2チップと前記第3チップとの距離よりも短い請求項1に記載の半導体装置。
A fourth chip stacked on the third wiring layer side of the third chip, wherein a fourth circuit surface facing the third wiring layer and a fourth back surface opposite to the fourth circuit surface A fourth semiconductor layer, a fourth wiring layer provided on the fourth circuit surface and connected to the third wiring layer of the third chip, a fourth back electrode provided on the fourth back surface, A fourth penetrating electrode provided through the fourth semiconductor layer and connected to the fourth wiring layer and the fourth back electrode; and a surface opposite to the fourth circuit surface of the fourth wiring layer. A fourth chip having a fourth bonding metal mainly composed of copper connected to the fourth wiring layer and bonded to the third bonding metal;
A fifth chip stacked on the fourth back surface side of the fourth chip, the fifth circuit surface, and a fifth back surface located on the opposite side of the fifth circuit surface and facing the fourth chip; A fifth semiconductor layer having a fifth wiring layer provided on the fifth circuit surface, a fifth back electrode provided on the fifth back surface, and penetrating the fifth semiconductor layer, The fifth through electrode connected to the fifth wiring layer and the fifth back electrode and connected to the fourth through electrode of the fourth chip is opposite to the fifth circuit surface of the fifth wiring layer. A fifth chip having a fifth bonding metal mainly composed of copper and connected to the fifth wiring layer toward the surface of
A second solder provided between the fourth back electrode and the fifth back electrode and connected to the fourth back electrode and the fifth back electrode;
The distance between the third chip and the fourth chip is shorter than the distance between the fourth chip and the fifth chip, and shorter than the distance between the second chip and the third chip. Item 14. The semiconductor device according to Item 1.
前記第1チップの前記第1裏面側に設けられ、前記第1貫通電極に接続され、前記第1チップ、前記第2チップおよび前記第3チップを制御するロジックチップをさらに備えた請求項1または2に記載の半導体装置。   The logic chip which is provided in the 1st back side of the 1st chip, is connected to the 1st penetration electrode, and controls the 1st chip, the 2nd chip, and the 3rd chip. 2. The semiconductor device according to 2. 前記第1チップと前記第2チップとの積層体は、連続した側面を有する直方体形状であり、前記第3チップと前記第4チップとの積層体は、連続した側面を有する直方体形状である請求項2に記載の半導体装置。   The stacked body of the first chip and the second chip has a rectangular parallelepiped shape having continuous side surfaces, and the stacked body of the third chip and the fourth chip has a rectangular parallelepiped shape having continuous side surfaces. Item 3. The semiconductor device according to Item 2. 前記第2チップと前記第3チップとの間に充填された第1の樹脂と、前記第4チップと前記第5チップとの間に充填された第2の樹脂と、をさらに備え、
前記第1チップは、前記第1配線層の前記第1回路面とは反対側の面に設けられた第1の樹脂層をさらに備え、
前記第1接合金属は、前記第1の樹脂層を貫通して設けられ、
前記第2チップは、前記第2配線層の前記第2回路面とは反対側の面に設けられた第2の樹脂層をさらに備え、
前記第2接合金属は、前記第2の樹脂層を貫通して設けられ、
前記第3チップは、前記第3配線層の前記第3回路面とは反対側の面に設けられた第3の樹脂層をさらに備え、
前記第3接合金属は、前記第3の樹脂層を貫通して設けられ、
前記第4チップは、前記第4配線層の前記第4回路面とは反対側の面に設けられた第4の樹脂層をさらに備え、
前記第4接合金属は、前記第4の樹脂層を貫通して設けられ、
前記第5チップは、前記第5配線層の前記第5回路面とは反対側の面に設けられた第5の樹脂層をさらに備え、
前記第5接合金属は、前記第5の樹脂層を貫通して設けられ、
前記第1乃至第5の樹脂層のフィラー含有量は、前記第1または第2の樹脂のフィラー含有量よりも少ない請求項2に記載の半導体装置。
A first resin filled between the second chip and the third chip; and a second resin filled between the fourth chip and the fifth chip;
The first chip further includes a first resin layer provided on a surface opposite to the first circuit surface of the first wiring layer,
The first bonding metal is provided through the first resin layer,
The second chip further includes a second resin layer provided on a surface opposite to the second circuit surface of the second wiring layer,
The second bonding metal is provided through the second resin layer,
The third chip further includes a third resin layer provided on a surface of the third wiring layer opposite to the third circuit surface,
The third bonding metal is provided through the third resin layer,
The fourth chip further includes a fourth resin layer provided on a surface opposite to the fourth circuit surface of the fourth wiring layer,
The fourth bonding metal is provided through the fourth resin layer,
The fifth chip further includes a fifth resin layer provided on a surface opposite to the fifth circuit surface of the fifth wiring layer,
The fifth bonding metal is provided through the fifth resin layer,
The semiconductor device according to claim 2, wherein a filler content of the first to fifth resin layers is less than a filler content of the first or second resin.
前記第1チップの前記第1裏面に設けられた再配線層と、
前記再配線層を介して前記第1チップの第1配線層と接続された実装基板と、をさらに備え
前記再配線層はバンプを介して前記実装基板に接続されている請求項1〜5のいずれか1つに記載の半導体装置。
A rewiring layer provided on the first back surface of the first chip;
The mounting substrate connected to the first wiring layer of the first chip via the rewiring layer, further comprising: the rewiring layer connected to the mounting substrate via a bump. The semiconductor device according to any one of the above.
前記実装基板のバンプ形成面と反対側の面に、前記第1チップと対向する位置よりも外側に設けられている外部端子を、さらに有する請求項6に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 6, further comprising an external terminal provided on a surface opposite to the bump forming surface of the mounting substrate, on an outer side than a position facing the first chip. 第1回路面と前記第1回路面の反対側の第1裏面とを有する第1基板と、前記第1回路面に設けられた第1配線層と、前記第1配線層上に設けられ、前記第1配線層と接続された銅を主成分とする第1接合金属と、を有する第1ウェーハの前記第1回路面と、
第2回路面と前記第2回路面の反対側の第2裏面とを有する第2基板と、前記第2回路面に設けられた第2配線層と、前記第2配線層上に設けられ、前記第2配線層と接続された銅を主成分とする第2接合金属と、を有する第2ウェーハの前記第2回路面と、
を対向させ、前記第1接合金属と前記第2接合金属どうしを加圧及び加熱下で接合させて、前記第1ウェーハと前記第2ウェーハとを貼り合わせ、
前記第1ウェーハと前記第2ウェーハとが貼り合わされた状態で、前記第1基板を前記第1裏面側から研削し、
前記研削により薄化された前記第1基板に、前記第1基板を貫通して前記第1配線層に達する第1貫通電極を形成し、
前記第1裏面に前記第1貫通電極と接続した第1裏面電極を形成し、
前記第1裏面側に支持体を貼り付けた状態で、前記第2基板を前記第2裏面側から研削し、
前記研削により薄化された前記第2基板に、前記第2基板を貫通して前記第2配線層に達する第2貫通電極を形成し、
前記第2裏面に前記第2貫通電極と接続した第2裏面電極を形成し、
前記第2裏面電極にはんだを形成し、
前記第2裏面電極を形成した後、前記支持体を除去、および前記第1ウェーハと前記第2ウェーハとの接合体を複数のチップに個片化し、
前記個片化された複数のチップのうち第1のチップの前記第1ウェーハの前記第1裏面と前記個片化された複数のチップのうち第2のチップの前記第2ウェーハの前記第2裏面が対向するように前記第1チップを前記第2チップへ前記はんだを介して積層する
半導体装置の製造方法であって、
前記第1のチップの前記第1基板と前記第1のチップの前記第2基板との距離は、前記第1のチップの前記第2基板と前記第2のチップの前記第1基板との距離よりも短い半導体装置の製造方法。
A first substrate having a first circuit surface and a first back surface opposite to the first circuit surface; a first wiring layer provided on the first circuit surface; and a first wiring layer provided on the first wiring layer; The first circuit surface of the first wafer having a first bonding metal mainly composed of copper connected to the first wiring layer;
A second substrate having a second circuit surface and a second back surface opposite to the second circuit surface; a second wiring layer provided on the second circuit surface; and provided on the second wiring layer; The second circuit surface of the second wafer having a second bonding metal mainly composed of copper connected to the second wiring layer;
And bonding the first and second bonding metals together under pressure and heating, and bonding the first and second wafers together,
In a state where the first wafer and the second wafer are bonded together, the first substrate is ground from the first back surface side,
Forming a first through electrode penetrating the first substrate and reaching the first wiring layer on the first substrate thinned by the grinding;
Forming a first back electrode connected to the first through electrode on the first back surface;
With the support attached to the first back side, the second substrate is ground from the second back side,
Forming a second through electrode that penetrates the second substrate and reaches the second wiring layer on the second substrate thinned by the grinding;
Forming a second back electrode connected to the second through electrode on the second back surface;
Forming solder on the second back electrode;
After forming the second back electrode, the support is removed, and the joined body of the first wafer and the second wafer is separated into a plurality of chips,
Of the plurality of singulated chips, the first back surface of the first wafer of the first chip and the second of the second wafer of the second chip among the plurality of singulated chips. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first chip is stacked on the second chip via the solder so that the back surfaces thereof face each other.
The distance between the first substrate of the first chip and the second substrate of the first chip is the distance between the second substrate of the first chip and the first substrate of the second chip. A method of manufacturing a semiconductor device shorter than
JP2017227702A 2017-11-28 2017-11-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof Active JP6496389B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017227702A JP6496389B2 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017227702A JP6496389B2 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014051238A Division JP2015176958A (en) 2014-03-14 2014-03-14 Semiconductor device and manufacturing method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018037687A true JP2018037687A (en) 2018-03-08
JP6496389B2 JP6496389B2 (en) 2019-04-03

Family

ID=61567783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017227702A Active JP6496389B2 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6496389B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200138642A (en) * 2019-05-31 2020-12-10 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Integrated circuit package and method
US11502062B2 (en) 2019-05-31 2022-11-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuit package and method
WO2023203764A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 株式会社レゾナック Semiconductor apparatus and method for manufacturing semiconductor apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000299432A (en) * 1999-04-15 2000-10-24 Rohm Co Ltd Manufacture of semiconductor device
JP2004327474A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Elpida Memory Inc Memory module and memory system
JP2009010312A (en) * 2007-06-26 2009-01-15 Hynix Semiconductor Inc Stack package and manufacturing method therefor
JP2012004383A (en) * 2010-06-17 2012-01-05 Hamamatsu Photonics Kk Method of inspecting semiconductor integrated circuit device, and semiconductor integrated circuit device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000299432A (en) * 1999-04-15 2000-10-24 Rohm Co Ltd Manufacture of semiconductor device
JP2004327474A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Elpida Memory Inc Memory module and memory system
JP2009010312A (en) * 2007-06-26 2009-01-15 Hynix Semiconductor Inc Stack package and manufacturing method therefor
JP2012004383A (en) * 2010-06-17 2012-01-05 Hamamatsu Photonics Kk Method of inspecting semiconductor integrated circuit device, and semiconductor integrated circuit device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200138642A (en) * 2019-05-31 2020-12-10 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Integrated circuit package and method
KR102392419B1 (en) 2019-05-31 2022-05-02 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Integrated circuit package and method
US11502062B2 (en) 2019-05-31 2022-11-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuit package and method
WO2023203764A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 株式会社レゾナック Semiconductor apparatus and method for manufacturing semiconductor apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP6496389B2 (en) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10128223B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6259737B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US11488882B2 (en) Die-on-interposer assembly with dam structure and method of manufacturing the same
US10777534B2 (en) Three-dimensional stacking structure
TWI616979B (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9576937B2 (en) Back-to-back stacked integrated circuit assembly
US11069608B2 (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
US9741694B2 (en) Semiconductor structure and method of manufacturing the same
JP2005340389A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2013526066A (en) CTE compensation for package substrates for reduced die distortion assembly
JP2010080752A (en) Method of manufacturing semiconductor device
TW202109824A (en) Three-dimensional stacking structure and manufacturing method thereof
JP6496389B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
TW202131463A (en) Three-dimensional stacking structure and manufacturing method thereof
TW201642439A (en) Semiconductor device
JP6142800B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20240153911A1 (en) Method for forming semiconductor device and semiconductor device fabricated thereby
US20220293524A1 (en) Structure with interconnection die and method of making same
TW202125767A (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
CN117174648A (en) Semiconductor device and method of forming the same
CN114464577A (en) Semiconductor package and method of forming the same

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180720

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180719

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20180907

RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20180907

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190308

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6496389

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350