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公開番号2025116240
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2025093925,2023118953
出願日2025-06-05,2019-03-29
発明の名称半導体装置および半導体パッケージ
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人あい特許事務所
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250731BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】Cu導電層上のCu柱状体を用いて実装する際に発生する応力を緩和することができる半導体装置およびこれを備える半導体パッケージを提供する。
【解決手段】Cu柱状体18の一方端面には窪み部が形成され、当該窪み部は互いに離れた複数の側面を有しており、断面視において複数の前記側面は凸型の円弧状で上方に延びている。
【選択図】図17
特許請求の範囲【請求項１】
第１面を有する半導体層と、
前記半導体層の前記第１面に形成された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された導電層と、
前記第１絶縁層上に形成され、前記導電層を覆う第２絶縁層と、
厚さ方向に延び、前記導電層および前記第２絶縁層の上方に形成され、Ｃｕを主成分とする材料からなり、前記導電層に電気的に接続されたＣｕ柱状体と、
前記Ｃｕ柱状体の一方端面には窪み部が形成され、前記窪み部は互いに離れた複数の側面を有しており、断面視において複数の前記側面は凸型の円弧状で上方に延びている、半導体装置。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記Ｃｕ柱状体上に形成され、外部接続に用いられる接合層をさらに含み、
前記接合層は前記窪み部の複数の前記側面の各々に対向する複数の第１部分を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
断面視において前記接合層の複数の前記第１部分は凸型の円弧状で上方に延びている、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接合層は複数の前記第１部分において前記Ｃｕ柱状体より外側に位置している、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記接合層は、前記Ｃｕ柱状体上に形成され、Ｎｉを主成分とする金属からなる第１層と、前記第１層上に形成され、はんだを主成分とする金属からなる第２層とを含み、
前記第２層が、外部接続に用いられる、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１層は前記窪み部の複数の前記側面の各々に対向する複数の第２部分を有する、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
断面視において前記第１層の複数の前記第２部分は凸型の円弧状で上方に延びている、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記接合層は複数の前記第２部分において前記Ｃｕ柱状体より外側に位置している、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記接合層は、フリップチップ接合用に使用される外部接合層である、請求項２～８のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２絶縁層は前記導電層の一部を露出させる開口を有し、
前記Ｃｕ柱状体は前記開口を通して前記導電層に電気的に接続され、
前記開口は前記Ｃｕ柱状体の他方端面に形成されて凸型の円弧状で上方に延びている開口部分を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびこれを備える半導体パッケージに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、半導体基板と、半導体基板上に形成されたＣｕ配線と、Ｃｕ配線の表面および側面を覆うめっき層と、めっき層を介してＣｕ配線上にワイヤボンディングされたＣｕワイヤとを備える、半導体装置を開示している。めっき層は、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕの積層構造を有している。
【０００３】
この半導体装置の製造工程は、たとえば、半導体基板を覆う絶縁膜上に、バリアメタル膜を介してＣｕ配線を形成する工程を含む。バリアメタル膜は、それぞれスパッタ法で形成されたＴｉ／Ｃｕシード層を含む。Ｃｕ配線は、バリアメタル膜上のレジスト膜をマスクにして、バリアメタル膜上に電解めっき法によって形成される。Ｃｕ配線のめっき後、レジスト膜が除去され、これにより露出したＴｉ／Ｃｕシード層がウエットエッチングによって除去される。たとえば、まずＣｕシード層が過酸化水素水と硝酸との混合液で除去され、次に、Ｔｉ膜が過酸化水素水とアンモニアとの混合液で除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１７１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、Ｃｕ導電層上のＣｕ柱状体を用いて実装する際に発生する応力を緩和することができる半導体装置およびこれを備える半導体パッケージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の局面に係る半導体装置は、第１面を有する半導体層と、前記半導体層の前記第１面に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成され、Ｃｕを主成分とする金属からなるＣｕ導電層と、前記絶縁層上に形成され、かつ前記Ｃｕ導電層を覆う第２絶縁層と、前記第２絶縁層を厚さ方向に延び、かつＣｕを主成分とする金属からなり、前記Ｃｕ導電層に電気的に接続されたＣｕ柱状体と、前記Ｃｕ導電層と前記Ｃｕ柱状体との間に形成され、前記Ｃｕ導電層および前記Ｃｕ柱状体の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する材料からなる中間層とを含む。
【０００７】
本発明の一の局面に係る半導体パッケージは、第１面および前記第１面の反対側の第２面を有する導電部材と、前記導電部材の前記第１面にフリップチップ接合された前記半導体装置と、前記導電部材の一部および前記半導体装置を覆う封止樹脂とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一の局面に係る半導体装置および半導体パッケージによれば、Ｃｕ導電層とＣｕ柱状体との間に、Ｃｕ導電層およびＣｕ柱状体の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する材料からなる中間層が形成されている。これにより、Ｃｕ柱状体を用いて半導体装置をパッケージ化する際に発生する応力を緩和することができる。特に、半導体装置を導電部材にフリップチップ実装する際に応力を受けやすいので、フリップチップ実装のパッケージには特に効果的である。したがって、信頼性に優れる半導体パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる半導体パッケージの斜視図である。
図２は、図１に示す半導体パッケージの平面図（封止樹脂を透過）である。
図３は、図１に示す半導体パッケージの平面図（半導体素子および封止樹脂を透過）である。
図４は、図１に示す半導体パッケージの底面図である。
図５は、図１に示す半導体パッケージの正面図である。
図６は、図１に示す半導体パッケージの背面図である。
図７は、図１に示す半導体パッケージの右側面図である。
図８は、図１に示す半導体パッケージの左側面図である。
図９は、図３の部分拡大図である。
図１０は、図３の部分拡大図である。
図１１は、図３のXI-XI線に沿う断面図である。
図１２は、図３のXII-XII線に沿う断面図である。
図１３は、図３のXIII-XIII線に沿う断面図である。
図１４は、図３のXIV-XIV線に沿う断面図である。
図１５は、図１１の部分拡大図（第１電極付近）である。
図１６は、図１１の部分拡大図（第２電極付近）である。
図１７は、半導体装置の配線構造を説明するための図である。
図１８Ａは、前記半導体パッケージの製造工程の一部を説明するための図である。
図１８Ｂは、図１８Ａの次の工程を示す図である。
図１８Ｃは、図１８Ｂの次の工程を示す図である。
図１８Ｄは、図１８Ｃの次の工程を示す図である。
図１８Ｅは、図１８Ｄの次の工程を示す図である。
図１８Ｆは、図１８Ｅの次の工程を示す図である。
図１８Ｇは、図１８Ｆの次の工程を示す図である。
図１８Ｈは、図１８Ｇの次の工程を示す図である。
図１８Ｉは、図１８Ｈの次の工程を示す図である。
図１８Ｊは、図１８Ｉの次の工程を示す図である。
図１８Ｋは、図１８Ｊの次の工程を示す図である。
図１８Ｌは、図１８Ｋの次の工程を示す図である。
図１８Ｍは、図１８Ｌの次の工程を示す図である。
図１８Ｎは、図１８Ｍの次の工程を示す図である。
図１８Ｏは、図１８Ｎの次の工程を示す図である。
図１８Ｐは、図１８Ｏの次の工程を示す図である。
図１９は、前記半導体装置による応力緩和の効果を説明するための図である。
図２０は、前記半導体装置による応力緩和の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の実施形態＞
まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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