半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體芯片倒裝片安裝在電路基板的半導體裝置。
【背景技術】
[0002]為了制造半導體裝置，采用經(jīng)由凸點使元件面正對電路基板而將半導體芯片安裝在電路基板上的倒裝片安裝。倒裝片安裝中，電路基板和半導體芯片的連接是通過在半導體芯片側設置焊錫凸點等并將它壓接在電路基板側的布線而實現(xiàn)。而且，在電路基板與半導體芯片之間，為了確保耐濕性、或者緩沖來自電路基板的對焊錫凸點的應力，填充環(huán)氧樹脂等的密封劑。
[0003]前述的密封劑的熱膨脹系數(shù)由于比半導體芯片的熱膨脹系數(shù)還大，所以在溫度循環(huán)等的環(huán)境實驗中會有較大的熱應力施加到半導體芯片。由于半導體芯片和電路基板的熱膨脹系數(shù)也有所不同，所以在密封劑中也發(fā)生較大的應力。因此，在溫度循環(huán)實驗中，因為應力而會發(fā)生焊錫凸點的接合不穩(wěn)定或者裂縫深入半導體芯片的情形。
[0004]在專利文獻I中記載了為了避免這樣的不良，在現(xiàn)有無凸點的半導體芯片各邊的中央部區(qū)域形成只進行接合的凸點，與電路基板連接，從而提高可靠性。
[0005]而且，若使填充密封劑的工序中密封劑的量或注入方向更有效率，則成為密封劑不會覆蓋至芯片側面的構造。圖2示出該狀況。在電路基板7上半導體芯片10通過凸點(未圖示)以面朝下接合。半導體芯片與電路基板之間被密封劑6填充。在專利文獻I中也示出這樣的構造。
[0006]現(xiàn)有技術文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開2002 - 170848號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
在密封劑成為這樣的形狀的情況下，成為密封劑的端部與由半導體芯片外周部分的箭頭規(guī)定的劃線區(qū)域接觸的構造，應力在該密封劑端部附近集中，且會有較大的熱應力施加到半導體芯片的劃線區(qū)域。而且，存在產(chǎn)生以殘留在半導體芯片的劃線區(qū)域上的氧化膜(層間絕緣膜)3與硅襯底I的界面為起點，達到半導體芯片內(nèi)部的裂縫的情況。若產(chǎn)生這樣的裂縫，則會破壞形成在半導體芯片內(nèi)的PN結部分，因此會發(fā)生泄漏電流，消耗電流增加或造成電路動作故障。
[0008]因此本發(fā)明的課題在于提供能充分承受溫度循環(huán)實驗的、使用適合具有劃線區(qū)域構造的倒裝片安裝的半導體芯片的半導體裝置。
[0009]用于解決課題的方案
為了解決上述課題，在本發(fā)明中采用如下結構。即，為了除去殘留在能成為裂縫的起點的劃線區(qū)域上的氧化膜與硅襯底的界面，做成劃線區(qū)域上不存在氧化膜的構造，在該狀態(tài)下進行倒裝片安裝。其結果，在半導體芯片的外周部分中，成為電路基板、密封劑、硅襯底層疊的狀態(tài)，因此在作為層間膜的氧化膜與硅襯底上之間不會施加較大的應力。
[0010]發(fā)明效果
通過采用上述方案，在施加熱應力的環(huán)境狀態(tài)下，倒裝片安裝的半導體芯片中也不會產(chǎn)生裂縫。因此，能得到可靠性提高、特性穩(wěn)定、防止老化的效果。
【附圖說明】
[0011]圖1是半導體芯片倒裝片安裝于電路基板的本發(fā)明的實施例即半導體裝置的截面構造圖。
[0012]圖2是半導體芯片倒裝片安裝于電路基板的現(xiàn)有的半導體裝置的截面構造圖。
[0013]圖3是示出本發(fā)明的半導體裝置的實施例的制造工序的截面圖。
[0014]圖4是示出本發(fā)明的半導體裝置的其他實施例的截面圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1示出本半導體芯片倒裝片安裝于電路基板的本發(fā)明的實施例即半導體裝置的截面構造圖。半導體芯片以元件面正對電路基板的方式倒裝片安裝于電路基板的半導體裝置中，半導體芯片10通過凸點(未圖示)以面朝下接合到電路基板7上。半導體芯片與電路基板之間被密封劑6填充。在該情況下，成為密封劑的端部與半導體芯片外周部分的由箭頭表示的劃線區(qū)域接觸的構造。半導體芯片10具有:設在硅襯底I的表面的場氧化膜2 ;從場氧化膜2設到硅襯底表面的層間絕緣膜3 ;設在層間絕緣膜上的金屬布線層4 ;以及設在金屬布線層4上的保護膜5。
[0016]在圖1中重要一點是在劃線區(qū)域上存在層間絕緣膜3。本實施例中，層間絕緣膜3只是與保護膜5 —起在與劃線區(qū)域的邊界露出端面。
[0017]圖3是示出本發(fā)明的半導體裝置的實施例的制造工序的截面圖，依次示出用于制造圖1的實施例的工序的概略。首先，利用適合其功能的半導體工藝來制造圖3 (a)所示的半導體芯片10。半導體芯片10所具有的典型的構造與圖1同樣如下。硅襯底I和設在硅襯底I的表面的場氧化膜2 ;從場氧化膜2設到硅襯底表面的層間絕緣膜3 ;設在層間絕緣膜上的金屬布線層4 ;設在金屬布線層4上的保護膜5 ;設在沒有設置保護膜5的金屬布線的露出部即所謂的焊盤部的焊錫凸點8。
[0018]在劃線區(qū)域上，蝕刻除去通過制造這樣的構造的半導體工藝的過程所層疊的各種金屬膜。關于絕緣膜，在直到保護膜的構圖結束之后，僅蝕刻除去劃線區(qū)域上?；蛘撸ㄟ^對各種絕緣膜進行構圖的各工序來進行蝕刻除去也無妨。這樣，將除去了劃線區(qū)域上的絕緣膜的半導體芯片，上下反轉而安裝到電路基板。
[0019]如圖3 (b)所示，例如若是在半導體芯片形成焊錫凸點8，且適合進行倒裝片安裝的方式，則將焊錫凸點8連接到電路基板7的布線。由于熔化焊錫而附著，所以進行短時間的熱處理，對電路基板上的布線壓接半導體芯片上的焊錫凸點8。
[0020]然后，如圖3 (C)所示，為了提高耐環(huán)境性及耐濕性而向半導體芯片與電路基板之間注入密封劑6，進行適當?shù)墓袒幚?。如在此所示的那樣如果使填充密封劑的工序中密封劑的量或注入方向更有效率，則成為密封劑不覆蓋到芯片側面的構造。即，密封劑成為僅在其表面與半導體芯片相接，而與半導體芯片的側面不接觸的形狀。
[0021]圖4是示出本發(fā)明的其他實施例的截面圖。在通過對各種絕緣膜進行構圖的各工序來蝕刻除去絕緣膜的情況下，若通過采用氟碳等的各向同性蝕刻來除去最后的絕緣膜，則如圖4所示，劃線區(qū)域的硅襯底會被各向同性地蝕刻。硅襯底的厚度從內(nèi)部向周邊變薄。在這樣的形狀中，層間絕緣膜與之前的實施例同樣不存在于劃線區(qū)域上，而密封劑會與半導體芯片直接相接，能夠做成在半導體芯片不產(chǎn)生裂縫的構造。進而，在硅襯底有通過蝕刻形成的凹陷9，密封劑6埋入凹陷9，其結果成為凹陷抓住密封劑這樣的形狀，因此能夠提高硅襯底與密封劑的密合度。
[0022]標號說明
I娃襯底；2場氧化膜；3層間氧化膜；4金屬布線層；5保護膜；6密封劑；7 電路基板；8焊錫凸點；9凹陷；10半導體芯片。
【主權項】
1.一種倒裝片安裝的半導體裝置，其特征在于，包括: 電路基板； 半導體芯片，由以元件面正對所述電路基板的方式接合的硅襯底構成；以及 密封劑，填充所述半導體芯片與所述電路基板之間， 所述密封劑不覆蓋到所述半導體芯片的側面，所述側面露出。2.如權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，在所述半導體芯片的劃線區(qū)域上具有顯露出構成所述硅襯底的硅的區(qū)域，在所述區(qū)域中所述密封劑和所述硅襯底直接接觸。3.如權利要求2所述的半導體裝置，其特征在于，所述顯露出硅的區(qū)域為凹陷的區(qū)域，所述密封劑埋入所述凹陷的區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明題為半導體裝置。在電路基板安裝半導體芯片的倒裝片安裝中，兩者之間填充的密封劑的熱膨脹系數(shù)會大于半導體芯片，因此在溫度循環(huán)等的環(huán)境實驗中，會有較大的熱應力施加到半導體芯片，存在以殘留在劃線區(qū)域上的氧化膜與硅的界面為起點產(chǎn)生裂縫的情況。因此，提供難以產(chǎn)生裂縫的倒裝片安裝的半導體裝置。由于除去殘留在能成為裂縫的起點的劃線區(qū)域上的氧化膜與硅的界面，所以做成在劃線區(qū)域上不存在氧化膜的構造，在該狀態(tài)下進行倒裝片安裝。其結果，在半導體芯片的端部中，成為電路基板、密封劑、硅襯底層疊的狀態(tài)。
【IPC分類】H01L23/16, H01L23/10
【公開號】CN105575914
【申請?zhí)枴緾N201510739143
【發(fā)明人】三室陽一, 渡邊考太郎, 南志昌
【申請人】精工半導體有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月4日
【公告號】US20160126155