半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种能够缩短将半导体芯片彼此积层的情况下的半导体芯片间的距离的半导体装置及其制造方法。根据一实施方式，半导体装置具备：衬底；第1电极，设置在所述衬底的上表面侧；以及第2电极，设置在所述衬底的下表面侧，且与所述第1电极电连接。所述装置还具备：第1光阻剂层，以包围所述第1电极的方式设置在所述衬底的所述上表面侧，且与所述第1电极隔开；以及第2光阻剂层，设置在所述衬底的所述下表面侧。

【技术实现步骤摘要】
[相关申请]本申请享有以日本专利申请2015-174753号(申请日：2015年9月4日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及一种半导体装置及其制造方法。
技术介绍
有半导体芯片具备被称为TSV(ThroughSiliconVia，硅穿孔)电极的贯通电极的情况。TSV电极包含形成在衬底的正面侧的正面电极、及形成在衬底的背面侧的背面电极。在衬底的正面侧形成着晶体管或多层配线。正面电极介隔多层配线而形成在衬底的正面侧，背面电极是以在衬底的背面侧与衬底内到达多层配线的方式形成。在将具备TSV电极的半导体芯片彼此电连接的情况下，将一个芯片积层在另一芯片上，且将一个芯片的背面电极与另一芯片的正面电极接合。然而，在该情况下，有难以使这些芯片间的距离充分短的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种能够缩短将半导体芯片彼此积层的情况下的半导体芯片间的距离的半导体装置及其制造方法。根据一实施方式，半导体装置具备：衬底；第1电极，设置在所述衬底的上表面侧；以及第2电极，设置在所述衬底的下表面侧，且与所述第1电极电连接。所述装置还具备：第1光阻剂层，以包围所述第1电极的方式设置在所述衬底的所述上表面侧，且与所述第1电极隔开；以及第2光阻剂层，设置在所述衬底的所述下表面侧。附图说明图1是表示第1实施方式的半导体装置的构造的剖视图。图2及图3是表示第1实施方式的半导体芯片的连接方法的剖视图。图4(a)及(b)、图5(a)及(b)是表示第1实施方式的半导体装置的背面侧的构造的俯视图。图6(a)～(c)是表示第1实施方式的半导体装置的正面侧的构造的俯视图。图7是表示第1实施方式的比较例的半导体装置的构造的剖视图。图8及图9是表示第1实施方式的比较例的半导体芯片的连接方法的剖视图。图10(a)及(b)、图11(a)及(b)、图12(a)及(b)、图13(a)及(b)、图14(a)及(b)是表示第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖视图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。(第1实施方式)图1是表示第1实施方式的半导体装置的构造的剖视图。图1表示一个半导体芯片的截面。图1的半导体装置具备衬底1、第1绝缘膜2、层间绝缘膜3、配线部4、正面电极(正面凸块)5、第2绝缘膜6、背面电极(背面凸块)7、正面光阻剂层8及背面光阻剂层9。正面电极5与背面电极7是第1及第2电极的示例。正面光阻剂层8与背面光阻剂层9是第1及第2光阻剂层的示例。衬底1的示例为硅衬底等半导体衬底。符号S1表示衬底1的正面(上表面)。符号S2表示衬底1的背面(下表面)。符号S3表示设置在衬底1的正面S1与背面S2之间的贯通孔H的侧面。图1表示与衬底1的正面S1或背面S2平行且相互垂直的X方向及Y方向、以及与衬底1的正面S1及背面S2垂直的Z方向。在本说明书中，将+Z方向视作上方向，将-Z方向视作下方向。本实施方式的-Z方向既可以与重力方向一致，也可以不与重力方向一致。衬底1的厚度例如为33μm。第1绝缘膜2形成在衬底1的正面S1。第1绝缘膜2是以包围贯通孔H的方式形成。第1绝缘膜2的示例为氧化硅膜或氮化硅膜。层间绝缘膜3介隔第1绝缘膜2而形成在衬底1的正面S1。层间绝缘膜3的示例为氧化硅膜或氮化硅膜。配线部4包含多层配线、及将这些配线彼此连接的插塞。配线部4介隔第1绝缘膜2而形成在衬底1的正面S1，且由层间绝缘膜3覆盖。配线部4的示例为各种金属层。正面电极5形成在衬底1的正面S1侧。正面电极5介隔层间绝缘膜3而形成在配线部4上，且电连接在配线部4。符号F3表示正面电极5的上表面。正面电极5的上表面F3具有在形成正面电极5时所形成的凹部B。符号T3表示层间绝缘膜3的上表面上的正面电极5的厚度。厚度T3例如为3μm。符号α表示正面电极5的外周。正面电极5依序包含第1电极层5a、第2电极层5b、第3电极层5c及第4电极层5d。第1电极层5a的示例为钛(Ti)层。第2电极层5b的示例为铜(Cu)层。第3电极层5c的示例为镍(Ni)层。第4电极层5d的示例为金(Au)层。本实施方式的第1及第2电极层5a、5b作为障壁金属层而发挥功能。第2绝缘膜6形成在衬底1的背面S2与衬底1的贯通孔H的侧面S3。第2绝缘膜6的示例为氧化硅膜或氮化硅膜。背面电极7形成在衬底1的背面S2侧。背面电极7介隔第2绝缘膜6而形成在衬底1的背面S2侧与衬底1的贯通孔H内，且电连接在配线部4。其结果，正面电极5与背面电极7电连接，而形成TSV电极(贯通电极)。符号V表示在形成背面电极7时所形成的孔隙。背面电极7依序包含第1电极层7a、第2电极层7b、第3电极层7c及第4电极层7d。第1电极层7a的示例为钛(Ti)层。第2电极层7b的示例为铜(Cu)层。第3电极层7c的示例为镍(Ni)层。第4电极层7d的示例为Sn-Cu(锡-铜)合金层。本实施方式的第1及第2电极层7a、7b作为障壁金属层而发挥功能。本实施方式的第4电极层7d是用来将正面电极5与背面电极7接合的焊料层(镀敷层)。正面光阻剂层8是以包围正面电极5的方式形成在衬底1的正面S1侧，且与正面电极5隔开。正面光阻剂层8具有包围正面电极5的内周α的外周β。正面光阻剂层8的示例为用于抑制半导体芯片的积层损坏的酚系树脂。正面光阻剂层8与正面电极5同样地，介隔层间绝缘膜3而形成在衬底1的正面S1侧。符号F1表示正面光阻剂层8的上表面。符号T1表示正面光阻剂层8的厚度。厚度T1例如为5μm。在本实施方式中，将正面电极5的厚度T3设定得薄于正面光阻剂层8的厚度T1。因此，正面电极5的上表面F3的高度低于正面光阻剂层8的上表面F1的高度。背面光阻剂层9形成在衬底1的背面S2侧，且与背面电极7隔开。背面光阻剂层9的示例为具有粘附功能及感光性的酚醛系树脂。背面光阻剂层9与背面电极7同样地，介隔第2绝缘膜6而形成在衬底1的背面S2侧。符号F2表示背面光阻剂层9的下表面。符号T2表示背面光阻剂层9的厚度。在本实施方式中，将正面光阻剂层8从正面电极5附近去除，使正面光阻剂层8与正面电极5隔开。符号K表示已去除正面光阻剂层8的区域。因此，在本实施方式中，能够使正面电极5的上表面F3的高度低于正面光阻剂层8的上表面F1的高度。由此，也能够使背面光阻剂层9的厚度T2变薄。因此，根据本实施方式，在将具有图1的构造的半导体芯片彼此积层时，能够一边利用正面光阻剂层8抑制半导体芯片的积层损坏，一边缩短半导体芯片间的距离。图2与图3是表示第1实施方式的半导体芯片的连接方法的剖视图。图2与图3表示具有图1的构造的半导体芯片C1～C3。但，图2表示连接前的半导体芯片C1～C3，图3表示连接后的半导体芯片C1～C3。在将半导体芯片C1、C2电连接时，将半导体芯片C2积层在半导体芯片C1上(图3)。此时，以半导体芯片C2的背面电极7与半导体芯片C1的正面电极5相接，且半导体芯片C2的背面光阻剂层9与半导体芯片C1的正面光阻剂层8相接的方式，将半导体芯片C2积层在半导体芯片C1上。然后，利用第4电极层7d(焊料层)将半导体芯片C2的背面电极7与半导体芯片C1的正面电极5接合。另外，利用背面光阻剂层9的粘附功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于具备：衬底；第1电极，设置在所述衬底的上表面侧；第2电极，设置在所述衬底的下表面侧，且与所述第1电极电连接；第1光阻剂层，以包围所述第1电极的方式设置在所述衬底的所述上表面侧，且与所述第1电极隔开；以及第2光阻剂层，设置在所述衬底的所述下表面侧。

【技术特征摘要】
2015.09.04 JP 2015-1747531.一种半导体装置，其特征在于具备：衬底；第1电极，设置在所述衬底的上表面侧；第2电极，设置在所述衬底的下表面侧，且与所述第1电极电连接；第1光阻剂层，以包围所述第1电极的方式设置在所述衬底的所述上表面侧，且与所述第1电极隔开；以及第2光阻剂层，设置在所述衬底的所述下表面侧。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述第1电极的上表面的高度低于所述第1光阻剂层的上表面的高度。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：所述第1光阻剂层具有包围所述第1电极的外周的内周，所述第1电极的所述外周具有第1直径，所述第1光阻剂层的所述内周具有大于所述第1直径的第2直径。4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：所述第2电极设置在所述衬底的所述下表面侧及所述衬底内。5.一种半导体装置，其特征在于具备：第1芯片；以及第2芯片，设置在所述第1芯片上；且所述第1及第2芯片各自具备：衬底；第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边慎也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP