半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够缓解在晶体管部分产生的热应力、能够抑制元件的尺寸的增大且能够抑制散热性的下降的半导体装置。在基板上的多个单位晶体管的动作区域的上方配置有第一布线。进而，在基板的上方配置有第二布线。在第一布线以及第二布线上配置有绝缘膜。在绝缘膜设置有在俯视下整个区域与第一布线重叠的第一开口以及与第二布线重叠的第二开口。配置在绝缘膜上的第一凸块穿过第一开口与第一布线连接，第二凸块穿过第二开口与第二布线连接。在俯视下，多个动作区域中的至少一个动作区域配置在第一凸块的内侧，配置在第一凸块的内侧的动作区域的至少一部分的区域配置在第一开口的外侧。第一开口的平面形状与第二开口的平面形状相同。形状相同。形状相同。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]本申请是申请号为“201811483645.X”，申请日为2018年12月05日，专利技术名称为“半导体装置”之申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及半导体装置。

技术介绍

[0003]在便携式终端等的功率放大器模块使用异质结双极晶体管(HBT)。在下述的专利文献1公开了在HBT的正上方配置有凸块的半导体装置。凸块穿过设置在配置于HBT与凸块之间的绝缘膜的开口部与HBT电连接。HBT的整体配置在设置于凸块下的绝缘膜的开口部的内侧。通过设为这样的结构，从而从HBT到凸块的距离变短，其结果是，能够降低从HBT到凸块的热流路的热阻。
[0004]在该结构中，在发射极层等容易产生起因于HBT的发射极层等的热膨胀率与凸块的热膨胀率之差的热应力。由于该热应力，HBT的可靠性下降。
[0005]在下述的专利文献2公开了能够缓解热应力的半导体装置。在该半导体装置中，HBT的发射极层具有大致长方形的平面形状，设置在凸块下的绝缘膜的开口部配置在从HBT的发射极层向其长边方向偏移的位置。通过采用该结构，从而与发射极层的整个区域配置在开口部的内侧的情况相比，在发射极层等产生的热应力减小。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2003
‑
77930号公报
[0009]专利文献2：日本专利第5967317号公报
[0010]在专利文献2公开的半导体装置中，开口部相对于发射极层在发射极层的长边方向上偏移，发射极层的一部分延伸至凸块的外侧。若为了缓解热应力而增大发射极层与开口部的偏移量，则散热性下降。此外，关于发射极层的长边方向，元件的尺寸变大，因此导致制造成本的增大。

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]本专利技术的目的在于，提供一种能够缓解在半导体装置的晶体管部分产生的热应力、能够抑制元件的尺寸的增大且能够抑制散热性的下降的半导体装置。
[0013]用于解决课题的技术方案
[0014]根据本专利技术的一个方面，提供一种半导体装置，具有：
[0015]多个单位晶体管，形成在基板上，包含流过动作电流的动作区域；
[0016]第一布线，配置在所述动作区域的上方，成为流过所述单位晶体管的电流的路径；
[0017]第二布线，配置在所述基板的上方；
[0018]绝缘膜，配置在所述第一布线以及所述第二布线上，所述绝缘膜设置有在俯视下整个区域与所述第一布线重叠的至少一个第一开口、以及与所述第二布线重叠的第二开口；
[0019]第一凸块，配置在所述绝缘膜上，穿过所述第一开口与所述第一布线电连接；以及
[0020]第二凸块，配置在所述绝缘膜上，穿过所述第二开口与所述第二布线电连接，
[0021]在俯视下，多个所述动作区域中的至少一个所述动作区域配置在所述第一凸块的内侧，配置在所述第一凸块的内侧的所述动作区域中的至少一个所述动作区域的至少一部分的区域配置在所述第一开口的外侧，
[0022]所述第一开口的平面形状与所述第二开口的平面形状相同。
[0023]专利技术效果
[0024]通过配置绝缘膜，从而能够缓解在动作区域产生的热应力。进而，通过在俯视下将动作区域配置在第一凸块的内侧，从而能够抑制元件的尺寸的增大。能够穿过第一开口从动作区域向第一凸块进行热传导，确保散热性。进而，因为第一开口与第二开口的平面形状相同，所以在用镀覆法形成第一凸块以及第二凸块的情况下，第一开口以及第二开口内的埋入被均匀化。其结果是，制造成品率提高，因此能够谋求制造成本的削减。
附图说明
[0025]图1A是示出根据第一实施例的半导体装置的构成要素的平面布局的图，图1B是图1A的单点划线1B
‑
1B处的剖视图。
[0026]图2是示出根据第二实施例的半导体装置的构成要素的平面布局的图。
[0027]图3是图2的单点划线3
‑
3处的剖视图。
[0028]图4是图2的单点划线4
‑
4处的剖视图。
[0029]图5A以及图5B是分别示出根据比较例以及实施例的半导体装置的动作区域、开口以及柱状凸块的位置关系的俯视图。
[0030]图6A是示出偏移量Dx、Dy与在发射极区域产生的热应力的应力降低量的关系的图表，图6B是示出偏移量Dx、Dy与热阻的增加量的关系的图表。
[0031]图7是示出根据第三实施例的半导体装置的构成要素的平面布局的图。
[0032]图8是由根据第四实施例的半导体装置实现的功率放大电路的等效电路图。
[0033]图9是晶体管Q2及其周边的电路的等效电路图。
[0034]图10是示出构成根据第四实施例的半导体装置的半导体芯片的各元件的布局的图。
[0035]图11A是示出柱状凸块、以及与其连接的多个单位晶体管的动作区域、以及多个开口的位置关系的图，图11B是示出圆形的柱状凸块与配置在其下的开口的位置关系的图。
[0036]图12是根据第四实施例的半导体装置的剖视图。
[0037]图13是由根据第五实施例的半导体装置实现的功率放大电路的等效电路图。
[0038]图14是示出构成根据第五实施例的半导体装置的半导体芯片的各元件的布局的图。
[0039]图15是示出柱状凸块、单位晶体管的动作区域、以及开口的位置关系的图。
[0040]图16A、图16B、图16C以及图16D是分别示出根据第六实施例及其变形例的半导体
装置的单位晶体管的动作区域与开口的位置关系的图。
[0041]图17A、图17B、图17C以及图17D是分别示出根据第六实施例的变形例的半导体装置的单位晶体管的动作区域与开口的位置关系的图。
[0042]图18是根据第七实施例的半导体装置的剖视图。
[0043]图19是根据第八实施例的半导体装置的剖视图。
[0044]图20是根据第九实施例的半导体装置的剖视图。
[0045]图21是示出根据第九实施例的半导体装置的构成要素的平面布局的图。
[0046]图22是示出根据第九实施例的半导体装置的配置在一行的四个单位晶体管的平面布局的图。
[0047]图23是根据第十实施例的半导体装置的剖视图。
[0048]图24是示出根据第十实施例的半导体装置的构成要素的平面布局的图。
[0049]图25A是根据第十一实施例的仿真对象的半导体装置的剖视图，图25B是示出试样A、B、C、D的绝缘膜的材料以及厚度与在动作区域产生的热应力的降低量的最大值的关系的图表。
[0050]图26A、图26B以及图26C是示出根据第十二实施例及其变形例的半导体装置的柱状凸块、开口以及动作区域的位置关系的图。
[0051]图27A以及图27B是示出根据第十二实施例的变形例的半导体装置的柱状凸块、开口以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，具有：多个单位晶体管，形成在基板上，包含流过动作电流的动作区域；布线，配置在所述动作区域的上方，成为流过所述单位晶体管的电流的路径；绝缘膜，配置在所述布线上，所述绝缘膜设置有在俯视下整个区域与所述布线重叠的至少一个开口；以及凸块，配置在所述绝缘膜上，穿过所述开口与所述布线电连接，多个所述单位晶体管在第一方向上并列地配置，相对于多个所述单位晶体管各自的所述动作区域的中心位置，所述开口的中心位置在所述第一方向上偏移。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，相对于多个所述单位晶体管各自的所述动作区域的中心位置，所述开口的中心位置在所述第一方向上偏移。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，相对于多个所述单位晶体管各自的所述动作区域的中心位置，配置在该单位晶体管的最近处的所述开口的中心位置向所述第一方向偏移的偏移量从多个所述单位晶体管的排列的中心朝向端部变大。4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，多个所述单位晶体管的所述动作区域具有在相对于所述第一方向正交的第二方向上长的平面形状。5.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，所述第一凸块构成包含以铜为主成分的金属柱的柱状凸块。6.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，所述绝缘膜包含氧化硅、氮化硅以及树脂中的至少一种材料。7.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，多个所述单位晶体管中的每一个是包含形成在所述基板上的集电极层、基极层以及发射极层的双极晶体管，所述动作区域是在厚度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑川敦，青池将之，筒井孝幸，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：