[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680030790.1
• 申請(qǐng)日: 2006-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN101248526A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西村隆雄;成澤良明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士通株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L25/065
• 分類號(hào): H01L25/065;H01L25/07;H01L25/18
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張龍哺;馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，尤其涉及一種具有在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上、以及與該半導(dǎo)體芯片的電極焊盤連接的鍵合線上配置了其它半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)的芯片層疊型半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

伴隨電子儀器的高性能化、高速化，使用在該電子儀器上的半導(dǎo)體器件需滿足小型化、薄型化、多功能化、高性能化、高密度化及低成本化。為了滿足這種要求，實(shí)際應(yīng)用著層疊配置多個(gè)半導(dǎo)體芯片的三維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。這種半導(dǎo)體器件被稱作“堆疊封裝(stacked?package)”。

將半導(dǎo)體芯片裝載在襯底或者引線框架(lead?frame)等半導(dǎo)體芯片裝載構(gòu)件上，再進(jìn)行氣密密封，從而構(gòu)成半導(dǎo)體器件。

另一方面，作為將半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體芯片裝載構(gòu)件電連接的方法，廣泛采用引線鍵合(wire?bonding)法，而且在堆疊封裝中也多用引線鍵合法。

在作為半導(dǎo)體芯片的裝載、支撐構(gòu)件而使用襯底的堆疊封裝中，利用絕緣性或者導(dǎo)電性粘接劑將下層側(cè)的第一半導(dǎo)體芯片粘合在襯底上，接著在該第一半導(dǎo)體芯片上配置上層側(cè)的第二半導(dǎo)體芯片，并利用絕緣粘接劑將第二半導(dǎo)體芯片粘接固定到第一半導(dǎo)體芯片。然后，利用第一鍵合線將第一半導(dǎo)體芯片電連接到襯底，并利用第二鍵合線將第二半導(dǎo)體芯片電連接到襯底。然后，利用密封樹脂密封第一及第二半導(dǎo)體芯片和第一及第二引線。

將第二半導(dǎo)體芯片粘合在第一半導(dǎo)體芯片上的絕緣粘接劑或者管芯鍵合(die?bond)材料一般使用由環(huán)氧類樹脂等構(gòu)成的粘接劑，并且以液狀或者薄膜狀的狀態(tài)應(yīng)用。

因?yàn)樵诩庸ぜ吧a(chǎn)方面有利，所以多用薄膜狀絕緣粘接劑，例如事先將該薄膜狀絕緣粘接劑貼付在半導(dǎo)體晶片的非形成電路面，由于與該半導(dǎo)體晶片一起進(jìn)行切割處理，其結(jié)果等量的粘接劑貼付在切割的每個(gè)半導(dǎo)體芯片的背面。

在采用引線鍵合連接法的堆疊封裝中，其中該引線鍵合連接法用作從半導(dǎo)體芯片引出外部連接引線的方法，如果使下層側(cè)的第一半導(dǎo)體芯片比上層側(cè)的第二半導(dǎo)體芯片還大，并使該第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤位于比第二半導(dǎo)體芯片還外側(cè)的位置，則能夠利用鍵合線將該第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和襯底上的電極焊盤引線鍵合。

但是，根據(jù)層疊而成的半導(dǎo)體芯片的組合，存在著層疊配置相同大小的半導(dǎo)體芯片的情況。

在這種層疊方式中，通過(guò)引線鍵合法，將粘合在襯底上的第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和襯底上的電極焊盤連接之后，利用絕緣粘接劑在該第一半導(dǎo)體芯片上粘接固定第二半導(dǎo)體芯片，然后通過(guò)引線鍵合法，連接該第二半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和襯底上的電極焊盤。

根據(jù)這種粘接、連接結(jié)構(gòu)，與下層側(cè)的第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤連接的鍵合線有可能與上層側(cè)的第二半導(dǎo)體芯片的底面等接觸。因此，為了使與第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤連接的鍵合線不跟第二半導(dǎo)體芯片的底面等接觸，提出了如下的建議，將與第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤連接的鍵合線，置入將第二半導(dǎo)體芯片粘合在第一半導(dǎo)體芯片上的絕緣粘接劑內(nèi)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2、3)。

在專利文獻(xiàn)1所示的技術(shù)中，用絕緣粘接劑在第一半導(dǎo)體芯片上粘合上層半導(dǎo)體芯片時(shí)，將該絕緣粘接劑的厚度設(shè)定成比環(huán)頂(loop?top)還厚的厚度，其中該環(huán)頂為與第一半導(dǎo)體芯片的電極焊盤連接的鍵合線的最上部。此時(shí)，將液狀絕緣粘接劑供給到第一半導(dǎo)體芯片與上層的第二半導(dǎo)體芯片重疊區(qū)域的整個(gè)面之后，裝載第二半導(dǎo)體芯片，并加熱固化絕緣粘接劑。

在這種方法中，用絕緣粘接劑保持第一及第二半導(dǎo)體芯片之間的距離，使得鍵合線的環(huán)頂形狀不變形。因此，該絕緣粘接劑的厚度需取充分大的值、即需充分厚。

然而，根據(jù)這種方法，難以控制供給到第一半導(dǎo)體芯片的液狀絕緣粘接劑的厚度，而且難以控制第二半導(dǎo)體芯片和第一半導(dǎo)體芯片的平行度。若第二半導(dǎo)體芯片傾斜地配置在第一半導(dǎo)體芯片上，則利用鍵合線連接該第二半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和襯底上的電極焊盤時(shí)，在該第二半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和鍵合線之間會(huì)發(fā)生連接不良等情況。