專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體器件及其制造方法，并且更特別地涉及一種對于在LCD(液晶顯示器)驅動器中使用的半導體器件有用的技術。
背景技術：
日本未審專利公開No.Hei 10(1998)-233507公開了一種技術，對于諸如具有多個輸出焊盤的驅動器IC之類的半導體集成電路以及諸如電子時鐘之類的電子電路設備，該技術能夠減小芯片面積，并實現(xiàn)生產效率的提高和成本的降低。
具體地，輸出焊盤放置在待與該輸出焊盤連接的驅動晶體管上方，或者放置在邏輯電路上方，使得它們在平面上相互重疊。此外，不僅鋁導線，而且凸點電極或阻擋金屬也用于半導體器件的布線互連。同樣，在半導體集成電路倒裝地電鍵合在印刷電路板上方的情況下，通過將該半導體集成電路的焊劑凸點與該印刷電路板的導線直接連接形成電連接。在這種情況下，凸點電極作為該半導體集成電路的外部連接端子疊置在晶體管上方。
例如，上述專利文獻的圖18示出，凸點輸出焊盤位于驅動晶體管上方。因此，由于驅動晶體管與輸出焊盤在平面上重疊，所以可減小芯片面積。此外，文獻的圖26示出，一個擴散區(qū)以及另一個擴散區(qū)通過凸點互連電連接。與傳統(tǒng)結構相比，該結構使得可以具有多個布線層。

發(fā)明內容
近年來，使用液晶作為顯示設備的LCD已經得到迅速的推廣。這些LCD由驅動它們的驅動器控制。LCD驅動器包括半導體芯片，其典型地安裝在玻璃襯底上。構成LCD驅動器的該半導體芯片具有這樣的結構多個晶體管和多層互連形成于表面上具有凸點電極的半導體襯底上方。該芯片通過形成在表面上的凸點電極安裝到玻璃襯底上方。在此，半導體芯片和玻璃襯底通過凸點電極連接。為了增大粘著力，擴大凸點電極面積以增大半導體芯片與玻璃襯底之間的接觸面積。換句話說，構成LCD驅動器的半導體芯片的凸點電極遠大于用于一般目的的半導體芯片的凸點電極。
在LCD驅動器中，用作鈍化膜的絕緣膜形成在凸點電極下方，并通過絕緣膜中的開口與形成于多層互連的頂層中的焊盤連接。通常，根據凸點電極的面積確定開口的面積和焊盤的面積，以使它們幾乎相等。
如上所述，匹配較大凸點電極的焊盤形成于半導體芯片多層互連的頂層中。更具體地，具有幾乎與凸點電極相同面積的焊盤形成于頂層中。這意味著為了留出用于在多層互連的頂層中形成不同于焊盤的互連導線的空間，半導體芯片的尺寸必須比較大。
另一個問題在于，在其中凸點電極形成于鍵合焊盤正上方的普通結構中，凸點電極的位置是固定的，存在關于諸如焊盤之類的布線單元的布局布置的限制。因此，很難采用允許有效地減小半導體芯片尺寸的布局布置。
本發(fā)明的一個目的是提供一種允許減小半導體芯片尺寸的技術。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種允許形成于半導體芯片中的互連導線的布局布置的較大裕度的技術。
根據本說明書的以下詳細描述以及附圖，本發(fā)明的上述和其他目的以及新穎特征將變得更加明顯。
下面簡要地概括將在此公開的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
根據本發(fā)明的一個方面，一種半導體器件包括半導體芯片，該半導體芯片包括(a)焊盤，其形成于半導體襯底上方；(b)絕緣膜，其在該焊盤上方，具有一個開口；以及(c)凸點電極，其形成于包括該開口的絕緣膜的上方。在此，凸點電極大于焊盤，并且不同于焊盤的導線通過該絕緣膜形成于凸點電極下方的層中。
根據本發(fā)明的另一個方面，一種半導體器件包括半導體芯片，該半導體芯片包括(a)焊盤，其形成于半導體襯底上方；(b)絕緣膜，其在該焊盤上方，具有一個開口；以及(c)凸點電極，其形成于包括該開口的絕緣膜的上方。在此，凸點電極大于焊盤；并且凸點電極包括具有較小寬度的第一部分以及具有寬度大于第一部分寬度的第二部分。
根據本發(fā)明的又一個方面，一種半導體器件的制造方法包括以下步驟(a)在半導體襯底上方的層中形成焊盤以及不同于該焊盤的導線；(b)在該焊盤以及不同于該焊盤的導線上方形成絕緣膜；(c)在該絕緣膜中制作開口以露出焊盤的表面；以及(d)在包括開口的絕緣膜的上方形成凸點電極。在此，通過該絕緣膜在所述凸點電極下方的層中形成該焊盤以及不同于該焊盤的導線。
根據本發(fā)明的又一個方面，一種半導體器件的制造方法包括以下步驟(a)在半導體襯底上方形成焊盤；以及(b)在該焊盤上方形成絕緣膜。該方法還包括步驟(c)在絕緣膜中制作開口以露出焊盤的表面；以及(d)在包括開口的絕緣膜的上方形成凸點電極。在此，凸點電極包括具有較小寬度的第一部分以及具有寬度大于第一部分寬度的第二部分。
下面簡要描述由本發(fā)明的優(yōu)選實施例帶來的效果。
可以有效地使用凸點電極之下的空間并且可以減小半導體芯片的尺寸?？梢耘c凸點電極的位置無關地布置焊盤，這允許包括焊盤的互連導線的布局布置的較大裕度。


將參考附圖更加具體地描述本發(fā)明，其中圖1是根據本發(fā)明的第一實施例的半導體芯片的平面圖；圖2是沿著圖1中的線A-A’所取的截面圖；圖3是沿著圖1中的線B-B’所取的截面圖；圖4是圖1中的線C所指示的區(qū)域的放大平面圖，其示出導線形成于線性布置的凸點電極的正下方；
圖5是圖1中的線D所指示的區(qū)域的放大平面圖，其示出導線形成于以Z字形圖案布置的凸點電極的正下方；圖6是表示在根據第一實施例的半導體器件制造工藝中的一個步驟的截面圖；圖7是表示在半導體器件制造工藝中圖6中的步驟之后的步驟的截面圖；圖8是表示在半導體器件制造工藝中圖7中的步驟之后的步驟的截面圖；圖9是表示在半導體器件制造工藝中圖8中的步驟之后的步驟的截面圖；圖10是表示在半導體器件制造工藝中圖9中的步驟之后的步驟的截面圖；圖11是表示在半導體器件制造工藝中圖10中的步驟之后的步驟的截面圖；圖12表示將半導體芯片安裝在玻璃襯底上；圖13是安裝在玻璃襯底上的半導體芯片的放大圖；圖14表示LCD的一般結構；圖15表示另一類型LCD的一般結構；圖16表示如何將半導體芯片安裝到TCP(帶式載體封裝)形式的封裝襯底上；圖17表示以TCP形式封裝的半導體芯片位于玻璃襯底與印刷電路板之間的例子；圖18表示如何將半導體芯片安裝在COF(薄膜上芯片)形式的封裝襯底上；圖19表示以COF形式封裝的半導體芯片位于玻璃襯底與印刷電路板之間的例子；圖20是根據本發(fā)明的第二實施例的半導體芯片的局部平面圖；圖21是表示第二實施例的一種變體的平面圖；以及圖22是表示第二實施例的另一種變體的平面圖。
具體實施例方式
以下將根據需要分別描述下述的優(yōu)選實施例，但是除非另有說明，否則這些優(yōu)選實施例并非是彼此不相關的。這些實施例在整體上或部分地是彼此的變體，并且有時一種描述是另一種描述的具體形式或補充形式。
同樣，在下述的優(yōu)選實施例中，即使在元件的數值數據(件數、數值、數量、范圍等)是用特定的數值數字來表示時，除非另有說明或者其在理論上限于該特定的數值數字，否則這些數值數據都不限于所表示的特定數值數字；其可以大于或小于該特定的數值數字。
在下述的優(yōu)選實施例中，無需贅言，除非另有說明或在理論上必要，否則其組成元件(包括組成步驟)并非是必需的。
同樣地，在下述的優(yōu)選實施例中，當對某些元件指示特定的形式或位置關系時，除非另有說明或者除非從理論的觀點看只應當使用該特定的形式或位置關系，否則其都應當解釋為包括與這些特定形式或位置關系等同或相似的形式或位置關系。對于上面提到的數值或范圍，情況也是如此。
接下來，將參考附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在用于說明優(yōu)選實施例的所有圖中，基本上用相同的參考標號表示具有相同功能的元件，并且省略其重復描述。
第一實施例圖1是表示根據第一實施例的半導體芯片1(半導體器件)的結構的平面圖。根據第一實施例的半導體芯片1是用于LCD的驅動器。參考圖1，半導體芯片1具有半導體襯底2，該襯底例如采取拉長的矩形的形狀，并且例如，在其主表面上形成驅動液晶顯示器的LCD驅動器。該驅動器具有通過給構成LCD的單元陣列中的每個像素提供電壓而控制液晶分子的定向的功能，并且該驅動器包括柵極驅動電路3、源極驅動電路4、液晶電路5、圖形RAM(隨機訪問存儲器)6以及外圍電路7。
在半導體芯片1的外圍附近，沿著半導體芯片1的外圍以規(guī)則的間隔布置多個凸點電極8。這些凸點電極8位于半導體芯片1的元件和互連導線所處的有源區(qū)域上方。多個凸點電極8包括用于集成電路的凸點電極，其對于集成電路配置來說是必需的，還包括假電極(dummyelectrode)，其對于集成電路配置來說不是必需的。凸點電極8在半導體芯片1的一個長邊和兩個短邊的附近以Z字形圖案布置。以Z字形圖案布置的多個凸點電極8主要作為用于柵極輸出信號或源極輸出信號的凸點電極來使用。圍繞半導體芯片1的長邊的中心以Z字形圖案布置的凸點電極8是用于源極輸出信號的凸點電極，而沿著半導體芯片1的長邊、在其角的附近以Z字形圖案布置的那些凸點電極8以及沿著半導體芯片1的短邊以Z字形圖案布置的那些凸點電極8是用于柵極輸出信號的凸點電極。這種Z字形圖案使得可以布置很多對柵極輸出信號和源極輸出信號來說必需的凸點電極，同時又不需要增大半導體芯片1的尺寸。換句話說，可以減小芯片尺寸并且同時增大凸點電極的數目。
在半導體芯片1的另一個長邊的附近，不是以Z字形圖案而是線性地布置凸點電極8。線性布置的凸點電極8是用于數字輸入信號或模擬輸入信號的凸點電極。同樣，假凸點電極圍繞半導體芯片1的四個角布置。在圖1所示的例子中，用于柵極輸出信號或源極輸出信號的凸點電極8以Z字形圖案布置，并且用于數字輸入信號或模擬輸入信號的凸點電極8線性地布置。然而，還可以是用于柵極輸出信號或源極輸出信號的凸點電極8線性地布置，而用于數字輸入信號或模擬輸入信號的凸點電極8以Z字形圖案布置。
圖2是沿著圖1中的線A-A’所取的截面圖。在圖2中，省略了頂層下方的層。盡管沒有在圖2中示出，但是在半導體襯底上方形成諸如MISFET(金屬絕緣體半導體場效應晶體管)之類的半導體元件，并在該半導體元件上方制作多層互連。圖2示出了在多層互連結構的頂層之上的多層互連。
如圖2所示，在例如氧化硅的絕緣膜9上方制作頂層互連布線。該頂層互連布線包括例如焊盤10和不同于焊盤10的導線11a和11b。導線11a和11b例如是用于信號的信號線或用于電源的電源線或假導線。焊盤10和導線11a、11b例如包括鋁膜。
在焊盤10和導線11a、11b上方形成表面保護膜(鈍化膜)12，使得覆蓋焊盤10和導線11a、11b。例如，表面保護膜12包括氮化硅的絕緣膜。在表面保護膜12中制作開口13以露出焊盤10的表面，并通過UBM膜14作為內層(undercoat)金屬膜，在包括開口13的內部的表面保護膜12上方形成凸點電極8。
在凸點電極8下方是包括焊盤10和導線11a、11b的布線層以及位于該包括焊盤10和導線11a、11b的布線層下方的多個其他的布線層(未示出)。類似地，在凸點電極8下方形成諸如上述的MISFET之類的半導體元件(未示出)。由此，本實施例使得可以通過有效地利用凸點電極8下方的空間而減小半導體芯片1的芯片面積。
本發(fā)明的一個特點在于，開口13和焊盤10小于凸點電極8。傳統(tǒng)地，在凸點電極8下方形成尺寸幾乎等于凸點電極8的開口13，并且在開口13下方形成大于凸點電極8的焊盤10。換句話說，在凸點電極8下方形成焊盤10，并且焊盤10的尺寸與凸點電極8的尺寸幾乎相同。然而，在構成LCD驅動器的半導體芯片1中，應當擴大凸點電極8以便確保其與玻璃襯底的粘著。因此，在凸點電極8下方的層中形成的焊盤10應當較大。如果焊盤10太大，則很難在多層互連的頂層中給不同于焊盤10的導線留下空間，并且因此，必須要增大半導體芯片1的尺寸。另一方面，在這個第一實施例中，如圖2所示，開口13和焊盤10小于凸點電極8。換言之，凸點電極8大于焊盤10。以這種方式，當焊盤10小于凸點電極8時，在凸點電極8下方的層中為不同于焊盤10的導線11a、11b留下了空間。這可以如下文來進行。在傳統(tǒng)的結構中，由于焊盤10位于凸點電極8正下方的頂層中，所以不可能在同一頂層中制作其他的導線。另一方面，在第一實施例中，由于焊盤10小于凸點電極8，所以在焊盤10所處的同一頂層中凸點電極8的正下方留出可用于其他導線11a、11b的形成的空間。因此，除了焊盤10以外，可以在凸點電極8正下方形成導線11a和11b，使得可以有效地利用凸點電極8正下方的空間，并可以減小半導體芯片1的尺寸。
第一實施例的特征在于，凸點電極8的尺寸保持不變，并且焊盤10小于凸點電極8，為不同于用于凸點電極8的焊盤10的導線的形成留出空間?？傊?，在凸點電極8粘著到玻璃襯底的面積足夠大的同時，為不同于焊盤10的導線留出空間以便可以減小半導體芯片1的尺寸。在前面的“背景技術”中引用的專利文獻中既沒有描述也沒有暗示該技術思想，這是第一實施例所獨有的。例如，可以通過增大凸點電極的尺寸而不改變焊盤尺寸，制作大于焊盤的凸點電極；然而，在這種情況下，焊盤本身的尺寸沒有減小，并且不能獲得由于減小焊盤尺寸而留出的空間。因此，不能減小半導體芯片的尺寸。此外，較大的凸點電極導致較大的半導體芯片，這意味著不可能減小半導體芯片的尺寸。如上所述，有兩種方法可以實現(xiàn)小于凸點電極的焊盤電極一種是增大凸點電極的尺寸，另一種是減小焊盤的尺寸。這兩種方法在焊盤電極小于凸點電極方面是相同的，但是減小焊盤尺寸的那種方法與另一種方法的明顯不同在于，在焊盤所處的同一層中在凸點電極下方為不同于焊盤的導線留出空間。此外，由于焊盤本身的尺寸減小，因此焊盤寬度可以小于不同于焊盤的相對寬的導線，諸如電源線。
圖3是沿著圖1的線B-B’所取的截面圖。如圖3所示，在沿著線B-B’所取的截面中，在絕緣膜9上方形成焊盤10，并且形成表面保護膜12使得覆蓋焊盤10。在表面保護膜12中制作開口13，并在開口13的底部露出焊盤10的表面。在包括開口13的內部的表面保護膜12上方通過UBM膜14形成凸點電極8。在沿著線B-B’所取的截面的方向上，焊盤10的寬度幾乎等于或大于凸點電極8的寬度。換句話說，在沿著圖2中線A-A’所取的截面的方向上，焊盤10的寬度小于凸點電極8的寬度，并且在凸點電極8的正下方形成焊盤10以及其他信號線和電源線。另一方面，在沿著圖3中的線B-B’所取的截面的方向上，在凸點電極8的正下方形成的焊盤10的寬度幾乎等于凸點電極8的寬度。
圖4是圖1中的區(qū)域C的放大平面圖，表示導線形成在線性布置的凸點電極8的正下方。如圖4所示，矩形凸點電極8沿著短邊方向(垂直于長邊方向)并排排列。在凸點電極8下方形成表面保護膜12，并且在表面保護膜12中制作開口13。在形成于表面保護膜12中的開口13下方的層中形成焊盤10。焊盤10與部分地埋于開口中的凸點電極8電連接。焊盤10是方形的，并且其一個邊稍微長于凸點電極8的短邊。因此如圖4所示，焊盤10的長度稍微大于凸點電極8的短邊方向上的凸點電極8的長度。另一方面，焊盤10的長度遠遠小于凸點電極8的長邊方向上的凸點電極8的長度。具體地，焊盤10小于凸點電極8，并且焊盤10只位于凸點電極8的一端的下方。因此，在凸點電極8的長邊方向上，在焊盤10所處的同一布線層中留出空間。在該空間中形成不同于焊盤10的導線11a-11c。根據第一實施例，如上所述，可以在焊盤10所處的同一層中在凸點電極8的正下方形成導線11a-11c。由于可以有效地使用矩形大凸點電極8正下方的空間，因此可以減小半導體芯片的尺寸。
導線11a-11c是信號線、電源線或假導線，并且可以具有不同的寬度。圖4表示導線11c寬于導線11a和11b。傳統(tǒng)地，焊盤尺寸與凸點電極8的尺寸相似，并且焊盤寬度與其他導線相比相對較大。另一方面，在本第一實施例中，焊盤10小于凸點電極8，并且在凸點電極8的正下方留出可用于形成導線的空間。因此，焊盤10的寬度可能小于例如在上述空間中形成的電源線的寬度。因此，根據第一實施例，焊盤10的寬度可以小于其它導線的寬度。
導線11a-11c沿著與凸點電極8的長邊方向垂直的方向延伸。盡管從有效利用空間的角度出發(fā)希望導線11a-11c能夠垂直于凸點電極8的長邊方向，但是它們并不一定要垂直于凸點電極8的長邊方向。例如，依賴于互連圖案，導線可以與凸點電極8的長邊傾斜地交叉。即使在這種情況下，凸點電極8正下方的空間也是可用的，并且半導體芯片可以更小。
圖5是圖1中的區(qū)域D的放大平面圖，表示導線位于以Z字形圖案布置的凸點電極8的正下方。如圖5所示，如圖4中那樣，在凸點電極8的長邊方向上，凸點電極8的寬度遠遠大于焊盤10的寬度，并且在焊盤10所處的同一層中在凸點電極8的長邊方向上留出空間。在該空間中形成導線11d-11k。當凸點電極8以Z字形圖案布置時，它們形成如圖5所示的兩行。因此，在凸點電極8的正下方留出的空間大于當凸點電極8形成一行時的情況。這意味著如果形成與凸點電極8的尺寸類似的焊盤，則將不可能在凸點電極8的正下方形成除了焊盤之外的其他導線。在這種情況下，當凸點電極8以Z字形圖案布置時(這意味著它們布置成兩行)，可用于形成導線的空間將小于當凸點電極8布置成一行時的情況。然而，如圖5所示，在第一實施例中，在第一行中的凸點電極8的正下方形成導線11d-11g，并且在第二行的凸點電極8的正下方形成導線11h-11k。因此，即使當凸點電極8以Z字形圖案布置時，也可以幾乎與當凸點電極8布置成一行時一樣有效地使用凸點電極8正下方的空間。關于半導體芯片的凸點電極8，不僅可以在布置成一行的凸點電極8的下方，而且可以在布置成Z字形圖案的凸點電極8的下方形成導線，并且由此可以減小半導體芯片的尺寸。
圖1中的區(qū)域D(圖5)中的凸點電極8的數目大于圖1的區(qū)域C(圖4)中的凸點電極8的數目。這是因為在圖1的區(qū)域D中需要更多的凸點電極8，以便驅動如圖15所示的LCD屏幕區(qū)域20(稍后將描述)的元件。圖1的區(qū)域D中的凸點電極8主要用于LCD屏幕區(qū)域20的元件的柵極和源極。
接下來，將參考附圖描述根據第一實施例的半導體器件的制造方法。例如，在單晶硅的半導體襯底上方形成諸如MISFET之類的半導體元件，并且在該半導體元件上方制作多層互連，盡管沒有示出。圖6表示在頂層中形成的導線，其中省略了頂層中的導線下方的層。
例如，如圖6所示，形成二氧化硅的絕緣膜9?？梢允褂肅VD(化學汽相淀積)工藝形成絕緣膜9?？梢栽诮^緣膜9上方疊置鈦或氮化鈦膜、鋁膜和鈦或氮化鐵膜。然后，通過光刻或蝕刻在該疊置膜上進行構圖，并且通過該構圖工藝形成焊盤10和導線11a、11b。由此形成的焊盤10小于通過稍后將描述的工藝形成的凸點電極。導線11a和11b形成于凸點電極的正下方。
接下來，如圖7所示，在其中形成焊盤10和導線11a、11b的絕緣膜9上方形成表面保護膜12。表面保護膜12例如包括氮化硅膜，并通過CVD工藝制成。接下來，通過光刻或蝕刻在表面保護膜12中制作一個開口13。該開口13位于焊盤10上方，并且使焊盤10的表面露出。開口13應當小于焊盤10。
接下來，如圖8所示，在包括開口13的內部的表面保護膜12上方形成UBM(凸點下金屬under bump metal)膜14。UBM膜14通過濺射制成，并且包括鈦、鎳、鈀、鈦鎢合金、氮化鈦或金的單膜，或這些材料的疊層膜。UBM膜14不僅具有改善凸點電極8與焊盤10和表面保護膜12的粘著的功能，而且還具有可以抑制或防止由后續(xù)工藝制成的導電膜16的金屬元件向導線11a、11b等的移動，或導線11a、11b等的金屬元件向導電膜16的移動的阻擋功能。UBM膜14的平面圖尺寸大于開口13的尺寸，并且?guī)缀醯扔趯щ娔?6的尺寸。
接著，如圖9所示，在UBM膜14上方涂覆光刻膠(resist)膜15之后，通過對光刻膠膜15進行曝光和顯影進行構圖。以一種不會在凸點電極形成區(qū)域中留下光刻膠膜15的方式來進行構圖。然后，如圖10所示，例如，通過鍍覆(plate)形成金膜作為導電膜16。然后，如圖11所示，通過去除構圖光刻膠膜15以及被光刻膠膜15覆蓋的UBM膜14部分，可以形成包括導電膜16和UBM膜14的凸點電極8。接下來，通過對半導體襯底進行劃片來生產單獨的半導體芯片。
根據第一實施例，由于在凸點電極8的正下方形成的焊盤10較小，因此可以在凸點電極8的下方形成導線11a和11b?？梢栽谕裹c電極8的正下方的同一層中形成焊盤10和導線11a、11b，以便能夠有效地使用凸點電極8正下方留出的空間，并減小半導體芯片的尺寸。
根據第一實施例的半導體器件制造方法與傳統(tǒng)的半導體器件制造方法相同，除了以一種在凸點電極8的正下方形成焊盤10以及應當與焊盤10位于同一層中的導線11a和11b的方式來進行構圖。因此，制造根據第一實施例的半導體器件不需要復雜的制造工藝。這意味著在不需要任何對制造工藝的重大改變的情況下可以獲得有利的效果。
接下來，將如上所述地生產的半導體芯片鍵合到封裝襯底上。圖12表示在玻璃襯底17a上方安裝半導體芯片1(COG玻璃上芯片)的情況。如圖12所示，在玻璃襯底17a上安裝玻璃襯底17b，形成一個LCD屏幕區(qū)域。將作為LCD驅動器的半導體芯片1安裝到該LCD屏幕區(qū)域的附近的玻璃襯底17a上。半導體芯片1具有凸點電極8，其中凸點電極8通過各向異性導電膜19與玻璃襯底17a上形成的端子相連接。該玻璃襯底17a和柔性印刷電路板18同樣通過各向異性導電膜19而連接。在以這種方式安裝到玻璃襯底17a上的半導體芯片1中，用于輸出的凸點電極8與LCD屏幕區(qū)域電連接，并且用于輸入的凸點電極8與柔性印刷電路板18相連接。
圖13是安裝到玻璃襯底17a上的半導體芯片1的放大圖。如圖13所示，端子20a位于玻璃襯底17a上方，并且半導體芯片1的凸點電極8與端子20a電連接。在此，凸點電極8和端子20a不是直接連接，而是通過各向異性導電膜19而連接。
圖14表示LCD的一般結構。如圖14所示，LCD屏幕區(qū)域20位于玻璃襯底上方，并且圖像顯示在屏幕區(qū)域20上。將作為LCD驅動器的半導體芯片1安裝在屏幕區(qū)域20的附近的玻璃襯底上方。將柔性印刷電路板18安裝在半導體芯片1的附近，并且半導體芯片1作為驅動器位于印刷電路板18與LCD屏幕區(qū)域20之間。半導體芯片1可以以這種方式安裝到玻璃襯底17a上方。
迄今為止，已經將LCD驅動器安裝到封裝襯底上的工藝作為COG的一個例子進行了說明，其中將半導體芯片1安裝到玻璃襯底17a上。接下來，將說明封裝半導體芯片1的其他形式的工藝。
圖15示出了作為半導體芯片封裝的非COG例子的TCP(帶式載體封裝)形式21和COF(薄膜上芯片)形式22。圖16示出了如何將半導體芯片1安裝到TCP形式的封裝襯底上。參考圖16，封裝襯底是帶狀(帶襯底)的薄膜襯底23，并且，例如，在薄膜襯底23上方形成銅的引線24。將半導體芯片1安裝到薄膜襯底23上方，使得凸點電極8粘附到引線24。用樹脂25密封半導體芯片1。圖17示出了以TCP形式封裝的半導體芯片1位于玻璃襯底17a與印刷電路板28之間的例子。如圖17所示，玻璃襯底17a通過各向異性導電膜26與形成于薄膜襯底23上方的引線24連接，并且類似地，形成于薄膜襯底23上方的引線24通過各向異性導電膜27與印刷電路板28相連接。
圖18示出了如何以COF形式將半導體芯片1安裝到封裝襯底上。參考圖18，封裝襯底是帶狀的薄膜襯底29。如在TCP形式中那樣，銅的引線30位于薄膜襯底29上方，但是與TCP形式不同，將引線30固定在薄膜襯底29上正好與凸點電極8相連接的區(qū)域。以一種使凸點電極8粘附到引線30的方式將半導體芯片1安裝到薄膜襯底29上方。在半導體芯片1與薄膜襯底29之間的間隙中有底層填料(underfill)31。圖19示出了以COF形式將半導體芯片1安裝到玻璃襯底17a與印刷電路板28之間的例子。如圖19所示，玻璃襯底17a通過各向異性導電膜26與形成于薄膜襯底29上方的引線30相連接，并且類似地，形成于薄膜襯底29上方的引線30通過各向異性導電膜27與印刷電路板28相連接。
可以以如上所述的各種形式來封裝作為LCD驅動器的半導體芯片1。
第二實施例第二實施例涉及具有寬布局裕度的半導體器件，其與凸點電極位置無關地優(yōu)化焊盤的位置。
圖20是根據第二實施例的半導體芯片的局部平面圖。參考圖20，焊盤10通過形成在表面保護膜12中的開口13與作為凸點電極8的一部分的焊盤連接部分8a連接。凸點電極8包括將與焊盤10連接的焊盤連接部分8a；將與封裝襯底的端子連接的端子連接部分8c；以及連接焊盤連接部分8a與端子連接部分8c的布線部分8b。傳統(tǒng)的凸點電極只包括連接焊盤的端子連接部分。換句話說，在傳統(tǒng)的凸點電極中，端子連接部分還用作焊盤連接部分，這意味著焊盤連接部分與端子連接部分在平面上彼此重疊。另一方面，在根據第二實施例的凸點電極8中，焊盤連接部分8a與端子連接部分8c形成于如平面圖中所見的不同位置，并且如平面圖中所見的不同位置中的焊盤連接部分8a與端子連接部分8c通過布線部分8b連接。焊盤連接部分8a和端子連接部分8c在導線寬度上大于布線部分8b，如平面圖中所見的那樣。這是因為焊盤連接部分8a和端子連接部分8c必須分別與玻璃襯底(或薄膜襯底)上的焊盤10和引線連接，并且因此它們的平面表面必須足夠大以確保連接。由于布線部分8b的導線寬度相對較小，因此不太可能與其他的布線部分8b接觸，從而允許互連布線配置的較大裕度。
由于這樣來構造每個凸點電極8，因此焊盤10不以Z字形圖案來布置，而是在X方向上布置成一行，同時凸點電極8的端子連接部分8c以Z字形圖案布置。這意味著可以與凸點電極的位置無關地確定焊盤的位置。傳統(tǒng)地，凸點電極和焊盤在平面上相互重疊；并且當凸點電極在Y方向上以Z字形圖案布置時，焊盤也應當在Y方向上以Z字形圖案布置。在這種情況下，焊盤布置成兩行，并且不同于焊盤的導線不能位于焊盤所處的區(qū)域中。因此，在這種情況下，即使當焊盤形成得小于凸點電極以便如上所述地根據第一實施例形成不同于焊盤的導線，也不可能增大用于形成不同于焊盤的導線的空間，因為焊盤在Y方向上形成為兩行。另一方面，根據第二實施例，即使當凸點電極8以Z字形圖案布置時，焊盤10也不必以Z字形圖案布置，而可以如圖20所示的那樣在X方向上布置成一行。因此，焊盤10所占的空間比焊盤10布置成兩行的時候要小。由于焊盤10所占的空間較小，因此可以在焊盤10所處的同一層中在凸點電極8下方留出足夠的空間來形成不同于焊盤10的導線11a-11k。因此，可以進一步減小半導體芯片的尺寸。形成于凸點電極8正下方的導線11a-11k不一定是線性的；它們可以是折疊或彎曲的。
如上所述，本發(fā)明的一個特點在于，凸點電極8包括焊盤連接部分8a、布線部分8b以及端子連接部分8c，并且焊盤連接部分8a與端子連接部分8c在平面上不重疊。焊盤連接部分8a、布線部分8b以及端子連接部分8c在同一層中。這使得可以在Y方向上延伸的凸點電極8以Z字形圖案布置，同時焊盤10在X方向上布置成一行。由于作為凸點電極8的一部分的端子連接部分8c鍵合到諸如玻璃襯底的封裝襯底，因此其寬度形成得大于布線部分8b的寬度以及焊盤連接部分8a的寬度，以便確保所需的粘著力。可以如下來解釋本實施例的凸點電極8包括焊盤連接部分8a、布線部分8b和端子連接部分8c的這一特點凸點電極8包括較窄的布線部分(第一部分)8b以及寬于布線部分8b的端子連接部分(第二部分)8c。這使得與封裝襯底接觸的面積可以足夠大，并且凸點電極8以較小的間隔以Z字形圖案布置。換句話說，凸點電極8的端子連接部分8c相對較寬，因為端子連接部分8c將要鍵合到封裝襯底，而布線部分8b的寬度相對較小，因為布線部分8b只是用于連接焊盤連接部分與端子連接部分，因此凸點電極8可以以較小的間隔以Z字形圖案布置。
根據第二實施例，可以與凸點電極位置無關地確定焊盤的位置，使得有效地減小半導體芯片的尺寸。換句話說，由于允許焊盤配置的較大裕度，因此可以有效地減小半導體芯片的尺寸。此外，由于可以與焊盤10無關地增大凸點電極8的端子連接部分8c的面積，因此可以靈活地改變與封裝襯底的接觸面積。
根據第二實施例的半導體器件的制造方法幾乎與在第一實施例中的相同。不同之處在于，凸點電極8包括焊盤連接部分8a、布線部分8b以及端子連接部分8c，并且焊盤連接部分8a與端子連接部分8c在平面上不重疊。此外，端子連接部分8c的寬度應當大于布線部分8b的寬度。制造根據第二實施例的半導體器件時考慮了這些方面。
接下來，將說明第二實施例的一個變體。圖21是第二實施例的一個變體的平面圖。圖21示出了焊盤10在X方向上布置成一行并且凸點電極8的端子連接部分8c在Y方向上布置成一行的情況。該變體也是通過使用包括焊盤連接部分8a、布線部分8b和端子連接部分8c的凸點電極8來實現(xiàn)的。例如，即使當凸點電極8的端子連接部分8c在Y方向上布置成一行以便符合用戶要求時，焊盤10也可以在X方向上布置成一行。焊盤10的位置可以與形成端子連接部分8c的位置無關地進行確定。同樣，盡管在圖21中沒有示出，但不同于焊盤10的導線形成于焊盤10所處的同一層中的凸點電極8的正下方。因此，可以有效地利用凸點電極8正下方的空間，使得減小半導體芯片的尺寸。此外，由于這允許焊盤10的布局布置的較大裕度，因此可以通過優(yōu)化焊盤10的位置來進一步減小半導體芯片的尺寸。圖21表示出凸點電極8的布線部分8b彎曲成直角；然而，作為替代，它們也可以是成曲線的。
圖22是表示第二實施例的另一個變體的平面圖。圖22示出了焊盤10在X方向上布置成一行并且凸點電極8的端子連接部分8c在Y方向上以Z字形圖案布置的情況。該變體也是通過使用包括焊盤連接部分8a、布線部分8b以及端子連接部分8c的凸點電極8而實現(xiàn)的。例如，即使當凸點電極8的端子連接部分8c在Y方向上以Z字形圖案布置以便符合用戶要求時，焊盤10也可以在X方向上布置成一行。焊盤10的位置可以與形成端子連接部分8c的位置無關地進行確定。同樣，盡管在圖22中沒有示出，但不同于焊盤10的導線形成于焊盤10所處的同一層中的凸點電極8的正下方。因此，可以有效地利用凸點電極8正下方的空間，使得減小半導體芯片的尺寸。此外，由于這允許焊盤10的布局布置的較大裕度，因此可以通過優(yōu)化焊盤10的位置來進一步減小半導體芯片的尺寸。
迄今為止，已經參照本發(fā)明的實施例對本發(fā)明人做出的本發(fā)明進行了詳細的說明。然而，本發(fā)明不限于此，并且很明顯，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以以各種方式對這些細節(jié)進行修改。
盡管在上述實施例中凸點電極8和焊盤10都沿著半導體芯片的四個邊而定位，但是很明顯本發(fā)明不限于這種情況。例如，焊盤10還可以位于半導體芯片1的四個邊的附近，而凸點電極8延伸到半導體芯片1的中心?？蛇x地，焊盤10還可以位于半導體芯片1的中心，而凸點電極8延伸到半導體芯片1的四個邊。
在對上述實施例的描述中，假設了半導體器件用作LCD驅動器，但是本發(fā)明并不限于這種情況，并且本發(fā)明可以適用于具有凸點電極的各種各樣的半導體器件。
本發(fā)明可以廣泛地用于半導體制造工業(yè)。
權利要求
1.一種半導體器件，包括半導體芯片，所述半導體芯片包括(a)焊盤，其形成于半導體襯底上方；(b)絕緣膜，其在所述焊盤上方，具有一個開口；以及(c)凸點電極，其形成在包括所述開口的所述絕緣膜的上方，其中所述焊盤小于所述凸點電極，并且其中不同于所述焊盤的導線通過所述絕緣膜形成在所述凸點電極下方的層中。
2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述不同于所述焊盤的導線包括假導線。
3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述不同于所述焊盤的導線包括信號線或電源線。
4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述不同于所述焊盤的導線形成在與所述焊盤相同的層中。
5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中存在多條所述不同于所述焊盤的導線。
6.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述凸點電極在指定的方向上延伸。
7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述凸點電極以Z字形圖案布置。
8.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述焊盤的寬度小于包括在所述不同于所述焊盤的導線中的給定導線的寬度。
9.一種半導體器件，包括半導體芯片，所述半導體芯片包括(a)焊盤，其形成于半導體襯底上方；(b)絕緣膜，其在所述焊盤上方，具有一個開口；以及(c)凸點電極，其形成在包括所述開口的所述絕緣膜的上方，其中所述焊盤小于所述凸點電極，并且其中所述凸點電極包括具有較小寬度的第一部分以及具有寬度大于所述第一部分寬度的第二部分。
10.根據權利要求9所述的半導體器件，其中所述凸點電極包括(c1)焊盤連接部分，其將與所述焊盤相連接；(c2)端子連接部分，其將在所述半導體芯片安裝到封裝襯底上方時與所述封裝襯底的端子相連接；以及(c3)布線部分，其連接所述焊盤連接部分與所述端子連接部分。
11.根據權利要求10所述的半導體器件，其中所述第一部分是所述布線部分，并且所述第二部分是所述端子連接部分。
12.根據權利要求10所述的半導體器件，其中所述焊盤連接部分和所述端子連接部分在平面上不重疊。
13.根據權利要求9所述的半導體器件，其中所述不同于所述焊盤的導線通過所述絕緣膜形成在所述凸點電極下方的層中。
14.根據權利要求13所述的半導體器件，其中所述不同于所述焊盤的導線形成在與所述焊盤相同的層中。
15.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述半導體芯片是用于液晶顯示器的驅動器。
16.一種半導體器件的制造方法，包括以下步驟(a)在半導體襯底上方的層中形成焊盤以及不同于所述焊盤的導線；(b)在所述焊盤以及所述不同于所述焊盤的導線上方形成絕緣膜；(c)在所述絕緣膜中制作開口以露出所述焊盤的表面；以及(d)在包括所述開口的所述絕緣膜上方形成凸點電極，其中通過所述絕緣膜在所述凸點電極下方的層中形成所述焊盤以及所述不同于所述焊盤的導線。
17.一種半導體器件的制造方法，包括以下步驟(a)在半導體襯底上方形成焊盤；(b)在所述焊盤上方形成絕緣膜；(c)在所述絕緣膜中制作開口以露出所述焊盤的表面；以及(d)在包括所述開口的所述絕緣膜上方形成凸點電極，其中所述凸點電極包括具有較小寬度的第一部分以及具有寬度大于所述第一部分寬度的第二部分。
18.根據權利要求17所述的半導體器件的制造方法，其中所述凸點電極包括將與所述焊盤相連接的焊盤連接部分、將與封裝襯底的端子相連接的端子連接部分以及連接所述焊盤連接部分與所述端子連接部分的布線部分，并且所述第一部分是所述布線部分，以及所述第二部分是所述端子連接部分。
19.根據權利要求18所述的半導體器件的制造方法，其中所述焊盤連接部分和所述端子連接部分在平面上不重疊。
20.根據權利要求16所述的半導體器件的制造方法，還包括以下步驟(e)將所述半導體襯底分成多片，以獲得半導體芯片；以及(f)利用所述凸點電極，將所述半導體芯片安裝到封裝襯底上方。
21.根據權利要求20所述的半導體器件的制造方法，其中所述封裝襯底是玻璃襯底。
22.根據權利要求20所述的半導體器件的制造方法，其中所述封裝襯底是帶襯底。
全文摘要
一種可以減小半導體芯片的尺寸的半導體器件制造技術。首先，在絕緣膜上方形成焊盤和其他導線。在包括焊盤和導線的絕緣膜上方形成表面保護膜，并且在表面保護膜中制作開口。該開口位于焊盤上方并露出該焊盤的表面。在包括開口的表面保護層上方形成凸點電極。在此，焊盤小于凸點電極。因此，在與焊盤的同一層中的凸點電極的正下方布置導線。換句話說，在由于焊盤足夠小而變得可用的空間中布置導線。
文檔編號H01L21/28GK1945817SQ20061014181
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權日2005年10月7日
發(fā)明者吉岡明彥, 鈴木進也 申請人:株式會社瑞薩科技