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公開番号2025144230
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043907
出願日2024-03-19
発明の名称半導体装置およびその製造方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250925BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ボイドの発生を防ぐことが可能な半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】第1チップに第2チップ20をフリップチップ実装する工程と、前記第1チップと前記第2チップとの間に樹脂を充填する工程と、を有する半導体装置の製造方法において、前記第2チップの前記第1チップに対向する面22は、中央部30と外周部32とを有し、中央部および外周部に絶縁膜28が設けられ、絶縁膜28のうち外周部32に位置する部分に第1電極50(電極50a、50B)が設けられ、第1電極50の表面の樹脂に対する濡れ性は、絶縁膜28の前記樹脂に対する濡れ性よりも高く、電極50aのX軸方向の長さL5は、センサチップ20の長さL2より小さく、電極50bのY軸方向の長さL6は、センサチップ20の長さL4より小さい。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
第１チップに第２チップをフリップチップ実装する工程と、
前記第１チップと前記第２チップとの間に樹脂を充填する工程と、を有し、
前記第２チップの前記第１チップに対向する面は、中央部と外周部とを有し、
前記中央部および前記外周部に絶縁膜が設けられ、
前記絶縁膜のうち前記外周部に位置する部分に第１電極が設けられ、
前記第１電極の表面の前記樹脂に対する濡れ性は、前記絶縁膜の前記樹脂に対する濡れ性よりも高く、
前記第２チップの周方向における前記第１電極の長さは、前記外周部のうち前記絶縁膜が露出している部分の長さより小さい半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記第１電極の長さは、前記第２チップの外周の長さの１／３以下である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜は窒化膜であり、
前記第１電極の表面は金または白金で形成されている請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記外周部に複数の前記第１電極が設けられ、
前記複数の第１電極は前記中央部を囲む請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂を充填する工程は、前記第１チップおよび前記第２チップを加熱する工程と、前記加熱された第２チップの端部に前記樹脂を供給する工程と、前記供給された樹脂が前記外周部および前記中央部を移動する工程と、前記樹脂を硬化する工程と、を含む請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１チップの前記外周部のうち、前記樹脂が供給される位置に近い部分は複数の溝を有する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２チップの前記中央部に複数のメサが設けられ、
前記複数のメサに第２電極が設けられ、
前記フリップチップ実装する工程は、
前記第１電極および前記第２電極を、前記第１チップにバンプによって接続する工程を含む請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１チップと、
前記第１チップにフリップチップ実装された第２チップと、
前記第１チップと前記第２チップとの間に充填された樹脂と、を具備し、
前記第２チップの前記第１チップに対向する面は、中央部と外周部とを有し、
前記中央部および前記外周部に絶縁膜が設けられ、
前記絶縁膜のうち前記外周部に位置する部分に電極が設けられ、
前記電極の表面の前記樹脂に対する濡れ性は、前記絶縁膜の前記樹脂に対する濡れ性よりも高く、
前記第２チップの周方向における前記電極の長さは、前記外周部のうち前記絶縁膜が露出している部分の長さより小さい半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は半導体装置およびその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
バンプを用いて、ＩＣ（集積回路）などを有するチップに、フォトダイオードなどを有するチップをフリップチップ実装することで、半導体受光素子を形成する技術が知られている（例えば特許文献１および特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１６３８０８号公報
特開２０２２－１４７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フリップチップ実装の後、チップ間に樹脂を充填する。樹脂の中に空隙（ボイド）が発生し、機械的な耐久性が低下する恐れがある。そこで、ボイドの発生を防ぐことが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る半導体装置の製造方法は、第１チップに第２チップをフリップチップ実装する工程と、前記第１チップと前記第２チップとの間に樹脂を充填する工程と、を有し、前記第２チップの前記第１チップに対向する面は、中央部と外周部とを有し、前記中央部および前記外周部に絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜のうち前記外周部に位置する部分に第１電極が設けられ、前記第１電極の表面の前記樹脂に対する濡れ性は、前記絶縁膜の前記樹脂に対する濡れ性よりも高く、前記第２チップの周方向における前記第１電極の長さは、前記外周部のうち前記絶縁膜が露出している部分の長さより小さい。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ボイドの発生を防ぐことが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１Ａは実施形態に係る半導体装置を例示する平面図である。
図１Ｂは半導体装置を例示する断面図である。
図２Ａはセンサチップを例示する平面図である。
図２Ｂはセンサチップの拡大図である。
図２Ｃはセンサチップを例示する断面図である。
図３Ａは半導体装置の製造方法を例示するフローチャートである。
図３Ｂは半導体装置の製造方法を例示するフローチャートである。
図４Ａは半導体装置の製造方法を例示する断面図である。
図４Ｂは半導体装置の製造方法を例示する断面図である。
図４Ｃは半導体装置の製造方法を例示する断面図である。
図４Ｄは半導体装置の製造方法を例示する断面図である。
図５Ａは半導体装置の製造方法を例示する平面図である。
図５Ｂは半導体装置の製造方法を例示する平面図である。
図５Ｃは半導体装置の製造方法を例示する平面図である。
図６Ａは比較例に係る半導体装置のセンサチップを例示する平面図である。
図６Ｂは比較例における半導体装置の製造方法を例示する平面図である。
図７は濡れ性評価の結果を示す図である。
図８は第２実施形態に係るセンサチップを例示する平面図である。
図９は第３実施形態に係るセンサチップを例示する平面図である。
図１０は第４実施形態に係るセンサチップを例示する平面図である。
図１１は第５実施形態に係るセンサチップを例示する平面図である。
図１２は第６実施形態に係るセンサチップを例示する平面図である。
図１３は第７実施形態に係るセンサチップを例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【０００９】
本開示の一形態は、（１）第１チップに第２チップをフリップチップ実装する工程と、前記第１チップと前記第２チップとの間に樹脂を充填する工程と、を有し、前記第２チップの前記第１チップに対向する面は、中央部と外周部とを有し、前記中央部および前記外周部に絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜のうち前記外周部に位置する部分に第１電極が設けられ、前記第１電極の表面の前記樹脂に対する濡れ性は、前記絶縁膜の前記樹脂に対する濡れ性よりも高く、前記第２チップの周方向における前記第１電極の長さは、前記外周部のうち前記絶縁膜が露出している部分の長さより小さい半導体装置の製造方法である。外周部の周長に対して、濡れ性の高い第１電極の占める割合が低く、濡れ性の低い絶縁膜が占める割合が高い。樹脂が外周部を流れる速さが低下する。樹脂が外周部を回り込む前に、樹脂は中央部にいきわたる。このため、ボイドの発生を防ぐことができる。
（２）上記（１）において、前記第１電極の長さは、前記第２チップの外周の長さの１／３以下でもよい。樹脂が外周部を流れる速さが低下するため、ボイドの発生を防ぐことができる。
（３）上記（１）または（２）において、前記絶縁膜は窒化膜であり、前記第１電極の表面は金または白金で形成されてもよい。外周部の周長に対して、濡れ性の高い第１電極の占める割合が低く、濡れ性の低い絶縁膜が占める割合が高い。樹脂が外周部を流れる速さが低下するため、ボイドの発生を防ぐことができる。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記外周部に複数の前記第１電極が設けられ、前記複数の第１電極は前記中央部を囲んでもよい。樹脂が外周部を流れる速さが低下するため、ボイドの発生を防ぐことができる。複数の第1電極が第１チップに固定されるため、半導体装置の機械的な強度が高くなる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記樹脂を充填する工程は、前記第１チップおよび前記第２チップを加熱する工程と、前記加熱された第２チップの端部に前記樹脂を供給する工程と、前記供給された樹脂が前記外周部および前記中央部を移動する工程と、前記樹脂を硬化する工程と、を含んでもよい。樹脂が外周部の全体を移動する前に、樹脂は中央部を移動する。空気が混入しにくく、ボイドの発生を防ぐことができる。充填された樹脂が硬化することで、半導体装置の機械的強度が高くなる。
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記第１チップの前記外周部のうち、前記樹脂が供給される位置に近い部分は複数の溝を有してもよい。樹脂が溝を通り、中央部へと流れる。ボイドの発生を防ぐことができる。
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記第２チップの前記中央部に複数のメサが設けられ、前記複数のメサに第２電極が設けられ、前記フリップチップ実装する工程は、前記第１電極および前記第２電極を、前記第１チップにバンプによって接続する工程を含んでもよい。ボイドの発生を防ぐことで、第２電極と第１チップとの接続が安定する。半導体装置の機械的な強度が高くなる。
（８）第１チップと、前記第１チップにフリップチップ実装された第２チップと、前記第１チップと前記第２チップとの間に充填された樹脂と、を具備し、前記第２チップの前記第１チップに対向する面は、中央部と外周部とを有し、前記中央部および前記外周部に絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜のうち前記外周部に位置する部分に電極が設けられ、前記電極の表面の前記樹脂に対する濡れ性は、前記絶縁膜の前記樹脂に対する濡れ性よりも高く、前記第２チップの周方向における前記電極の長さは、前記外周部のうち前記絶縁膜が露出している部分の長さより小さい半導体装置である。外周部の周長に対して、濡れ性の高い電極の占める割合が低く、濡れ性の低い絶縁膜が占める割合が高い。樹脂が外周部を流れる速さが低下する。樹脂が外周部を回り込む前に、樹脂は中央部にいきわたる。このため、ボイドの発生を防ぐことができる。
【００１０】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（【００１１】以降は省略されています）

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