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JP2013175585A - Stacked semiconductor device - Google Patents

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JP2013175585A
JP2013175585A JP2012038966A JP2012038966A JP2013175585A JP 2013175585 A JP2013175585 A JP 2013175585A JP 2012038966 A JP2012038966 A JP 2012038966A JP 2012038966 A JP2012038966 A JP 2012038966A JP 2013175585 A JP2013175585 A JP 2013175585A
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electrode
chip
semiconductor
stacked
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JP2012038966A
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Masatoshi Fukuda
昌利 福田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H10W72/877
    • H10W74/15
    • H10W90/734

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stacked semiconductor device that has improved reliability and electrical connectivity by improving the filling property of an underfill resin into spaces of a chip stack while suppressing the creeping-up of the underfill resin.SOLUTION: A stacked semiconductor device 1 includes a chip stack 7 disposed above a wiring substrate 2. A plurality of semiconductor chips 6 are electrically connected to one another via through electrodes 10 and bump electrodes 11. A semiconductor chip 6D located at the top of the chip stack 7 is disposed so as to be displaced with respect to a semiconductor chip 6C directly thereunder. Spaces among the plurality of semiconductor chips 6 are collectively filled with an underfill resin 12.

Description

本発明の実施形態は、積層型半導体装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a stacked semiconductor device.

半導体装置の小型化や高機能化等を実現するために、1つのパッケージ内に複数の半導体チップを積層して封止したSiP(System in Package)構造の半導体装置が実用化されている。SiP構造の半導体装置では、半導体チップ間の電気信号を高速に送受信することが求められている。このため、積層された半導体チップ間の電気的な接続には、半導体チップ内に設けられた貫通電極とバンプ電極とが用いられるようになってきている。このような半導体装置は、例えば配線基板上に複数の半導体チップを積層しつつ、複数の半導体チップ間をバンプ電極で電気的に接続することにより作製される。複数の半導体チップ間の隙間には、アンダーフィル樹脂が充填される。   In order to realize miniaturization and high functionality of a semiconductor device, a semiconductor device having a SiP (System in Package) structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked and sealed in one package has been put into practical use. A semiconductor device having a SiP structure is required to transmit and receive electrical signals between semiconductor chips at high speed. For this reason, through electrodes and bump electrodes provided in the semiconductor chips have been used for electrical connection between the stacked semiconductor chips. Such a semiconductor device is manufactured, for example, by stacking a plurality of semiconductor chips on a wiring board and electrically connecting the plurality of semiconductor chips with bump electrodes. Underfill resin is filled in the gaps between the plurality of semiconductor chips.

複数の半導体チップを積層したチップ積層体の隙間にアンダーフィル樹脂を充填するにあたって、半導体チップの積層数が増加するにつれてアンダーフィル樹脂の充填性が低下することが懸念されている。特に、チップ積層体の上段部側にアンダーフィル樹脂の未充填が発生しやすい。また、アンダーフィル樹脂の未充填を抑制するために、樹脂供給量を増やすと最上段の半導体チップ上にアンダーフィル樹脂が這い上がり、半導体チップと配線基板との電気的な接続等が損なわれるおそれがある。このようなことから、アンダーフィル樹脂の這い上がりを抑制しつつ、チップ積層体の隙間へのアンダーフィル樹脂の充填性を高めることによって、チップ積層体の信頼性を向上させることが求められている。   In filling underfill resin in the gap between the chip stacks in which a plurality of semiconductor chips are stacked, there is concern that the fillability of the underfill resin may decrease as the number of stacked semiconductor chips increases. In particular, unfilling of the underfill resin tends to occur on the upper layer side of the chip stack. Also, in order to suppress unfilling of the underfill resin, if the resin supply amount is increased, the underfill resin may crawl on the uppermost semiconductor chip, and the electrical connection between the semiconductor chip and the wiring board may be impaired. There is. For this reason, it is required to improve the reliability of the chip laminate by suppressing the creep of the underfill resin and enhancing the filling property of the underfill resin into the gaps of the chip laminate. .

特開2006−301863号公報JP 2006-301863 A 特開2007−207805号公報JP 2007-207805 A 特開2010−056139号公報JP 2010-056139 A

本発明が解決しようとする課題は、アンダーフィル樹脂の這い上がりを抑制しつつ、チップ積層体の隙間へのアンダーフィル樹脂の充填性を高めることによって、信頼性や電気的な接続性を向上させた積層型半導体装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to improve reliability and electrical connectivity by increasing the filling property of the underfill resin into the gaps of the chip stack while suppressing the creeping of the underfill resin. Another object of the present invention is to provide a stacked semiconductor device.

実施形態の積層型半導体装置は、第1の電極を有する第1の半導体チップと、第2の電極とそれと電気的に接続された貫通電極とを有し、貫通電極を第1の電極と第1のバンプ電極を介して電気的に接続しつつ、第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップと、第3の電極とそれと電気的に接続された貫通電極とを有し、貫通電極を第2の電極と第2のバンプ電極を介して電気的に接続しつつ、第2の半導体チップ上に積層された第3の半導体チップと、第1の半導体チップと第2の半導体チップとの隙間、および第2の半導体チップと第3の半導体チップとの隙間に充填されたアンダーフィル樹脂とを備えるチップ積層体を具備する。第1、第2および第3の半導体チップは同一の外形形状を有し、第3の半導体チップは第2の半導体チップに対して外形をずらして配置されている。   The stacked semiconductor device according to the embodiment includes a first semiconductor chip having a first electrode, a second electrode, and a through electrode electrically connected thereto, and the through electrode is connected to the first electrode and the first electrode. A second semiconductor chip stacked on the first semiconductor chip while being electrically connected via one bump electrode; a third electrode; and a through electrode electrically connected thereto, A third semiconductor chip stacked on the second semiconductor chip while electrically connecting the through electrode via the second electrode and the second bump electrode; and the first semiconductor chip and the second semiconductor A chip stack including a gap between the chips and an underfill resin filled in a gap between the second semiconductor chip and the third semiconductor chip is provided. The first, second, and third semiconductor chips have the same outer shape, and the third semiconductor chip is arranged with the outer shape shifted from the second semiconductor chip.

実施形態による積層型半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laminated semiconductor device by embodiment. 図1に示す積層型半導体装置における半導体チップ間の接続構造の一例を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a connection structure between semiconductor chips in the stacked semiconductor device shown in FIG. 1. 図1に示す積層型半導体装置における半導体チップ間の接続構造の他の例を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating another example of a connection structure between semiconductor chips in the stacked semiconductor device illustrated in FIG. 1. 図1に示す積層型半導体装置の第1の変形例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first modification of the stacked semiconductor device shown in FIG. 1. 図1に示す積層型半導体装置の第2の変形例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modification of the stacked semiconductor device shown in FIG. 1. 図1に示す積層型半導体装置の第3の変形例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third modification of the stacked semiconductor device shown in FIG. 1. 第1の実施形態による積層型半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the laminated semiconductor device by 1st Embodiment. 第2の実施形態による積層型半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the laminated semiconductor device by 2nd Embodiment.

以下、実施形態の積層型半導体装置について、図面を参照して説明する。図1は実施形態による積層型半導体装置の構成を示す断面図である。図2および図3は図1に示す積層型半導体装置の貫通電極およびバンプ電極による半導体チップ間の接続構造の例を拡大して示す断面図である。   Hereinafter, the stacked semiconductor device of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a stacked semiconductor device according to an embodiment. 2 and 3 are enlarged cross-sectional views showing an example of a connection structure between semiconductor chips by through electrodes and bump electrodes of the stacked semiconductor device shown in FIG.

図1に示す積層型半導体装置1は、インターポーザ基板として配線基板2を具備している。配線基板2は、例えば絶縁樹脂基板の表面や内部に配線網(図示せず)を設けたものであり、具体的にはガラス−エポキシ樹脂やBT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)等の絶縁樹脂を使用したプリント配線板(多層プリント基板等)が適用される。配線基板2は、外部端子の形成面となる第1の面2aと、内部端子の形成面およびチップ積層体の搭載面となる第2の面2bとを有している。   A stacked semiconductor device 1 shown in FIG. 1 includes a wiring substrate 2 as an interposer substrate. The wiring substrate 2 is provided with a wiring network (not shown) on the surface or inside of an insulating resin substrate, for example, specifically, an insulating resin such as glass-epoxy resin or BT resin (bismaleimide / triazine resin). A printed wiring board (multi-layer printed circuit board or the like) using is used. The wiring board 2 has a first surface 2a that serves as a surface for forming external terminals, and a second surface 2b that serves as a surface for forming internal terminals and a mounting surface for chip stacks.

配線基板2の第1の面2aには、外部端子3が形成されている。積層型半導体装置1をBGAパッケージとして使用する場合、外部端子3は半田ボールや半田メッキ等からなる突起端子で構成される。積層型半導体装置1をLGAパッケージとして使用する場合、外部端子3としてAuメッキ等からなる金属ランドが設けられる。配線基板2の第2の面2bには、内部端子4が設けられている。内部端子4は、チップ積層体との接続時に接続部として機能するものであり、配線基板2の配線網を介して外部端子3と電気的に接続されている。さらに、配線基板2の第2の面2bには、チップ搭載領域5が設けられている。   External terminals 3 are formed on the first surface 2 a of the wiring board 2. When the stacked semiconductor device 1 is used as a BGA package, the external terminal 3 is constituted by a protruding terminal made of a solder ball, solder plating or the like. When the stacked semiconductor device 1 is used as an LGA package, a metal land made of Au plating or the like is provided as the external terminal 3. Internal terminals 4 are provided on the second surface 2 b of the wiring board 2. The internal terminal 4 functions as a connection portion when connected to the chip stack, and is electrically connected to the external terminal 3 via the wiring network of the wiring substrate 2. Furthermore, a chip mounting area 5 is provided on the second surface 2 b of the wiring board 2.

配線基板2の第2の面2bのチップ搭載領域5上には、複数の半導体チップ6(6A〜6D)を有するチップ積層体7が配置されている。チップ積層体7は、最下段に位置する半導体チップ6A上に複数の半導体チップ6B〜6Dを順に積層することにより構成さている。複数の半導体チップ6A〜6Dは、同一の外形形状を有している。半導体チップ6の具体例としては、NAND型フラッシュメモリのようなメモリチップが挙げられるが、これに限られるものではない。図1は4個の半導体チップ6A〜6Dでチップ積層体7を構成しているが、半導体チップ6の積層数はこれに限定されるものではない。チップ積層体7は3個以上の半導体チップ6を積層したものであればよく、具体的な半導体チップ6の積層数は積層型半導体装置1の用途や性能等に応じて適宜に設定されるものである。   On the chip mounting area 5 on the second surface 2b of the wiring board 2, a chip stack 7 having a plurality of semiconductor chips 6 (6A to 6D) is disposed. The chip stacked body 7 is configured by sequentially stacking a plurality of semiconductor chips 6B to 6D on a semiconductor chip 6A located at the lowest level. The plurality of semiconductor chips 6A to 6D have the same outer shape. A specific example of the semiconductor chip 6 is a memory chip such as a NAND flash memory, but is not limited thereto. In FIG. 1, the chip stack 7 is configured by four semiconductor chips 6 </ b> A to 6 </ b> D, but the number of stacked semiconductor chips 6 is not limited to this. The chip stacked body 7 may be any structure in which three or more semiconductor chips 6 are stacked, and the specific number of stacked semiconductor chips 6 is appropriately set according to the use and performance of the stacked semiconductor device 1. It is.

チップ積層体7は、最下段に位置する半導体チップ6Aの下面(非回路面)を接着剤層8で配線基板2の第2の面2b(チップ搭載領域5)に接着することによって、配線基板2の第2の面2b上に搭載されている。チップ積層体7の最下段に位置する半導体チップ6Aは、配線基板2の第2の面2bと絶縁性樹脂等からなる接着剤層8で接着されているだけであって、配線基板2の第2の面2bに設けられた配線(内部端子4等)と直接的には電気的に接続されていない。最下段の半導体チップ6Aと配線基板2とを接着する接着剤層8には、熱硬化性樹脂や感光性樹脂等が用いられる。   The chip laminated body 7 is formed by bonding the lower surface (non-circuit surface) of the semiconductor chip 6A located at the lowermost stage to the second surface 2b (chip mounting region 5) of the wiring substrate 2 with an adhesive layer 8. 2 is mounted on the second surface 2b. The semiconductor chip 6A located at the lowest stage of the chip stack 7 is only bonded to the second surface 2b of the wiring board 2 with an adhesive layer 8 made of an insulating resin or the like. 2 is not directly electrically connected to the wiring (internal terminal 4 or the like) provided on the second surface 2b. A thermosetting resin, a photosensitive resin, or the like is used for the adhesive layer 8 that bonds the lowermost semiconductor chip 6A and the wiring substrate 2 together.

チップ積層体7を構成する半導体チップ6A〜6Dの上面(回路面)には、それぞれ電極9が設けられている。半導体チップ6A〜6Dの電極9は、二段目から最上段までの半導体チップ6B〜6Dの内部にそれぞれ設けられた貫通電極(スルーシリコンビア(Through Silicon Via:TSV))10と、これら貫通電極10間を接続するバンプ電極11とを介して、順に電気的に接続されている。最下段に位置する半導体チップ6Aは、配線基板2の第2の面2bとは接着剤層8で接着されているだけであって、二段目の半導体チップ6Bのみと電気的に接続される。このため、半導体チップ6A内の貫通電極は必ずしも必要ではない。   Electrodes 9 are respectively provided on the upper surfaces (circuit surfaces) of the semiconductor chips 6A to 6D constituting the chip stack 7. The electrodes 9 of the semiconductor chips 6A to 6D include through electrodes (Through Silicon Via (TSV)) 10 provided inside the semiconductor chips 6B to 6D from the second stage to the uppermost stage, and these through electrodes, respectively. Electrical connection is made in order via bump electrodes 11 connecting the 10. The lowermost semiconductor chip 6A is only bonded to the second surface 2b of the wiring board 2 with the adhesive layer 8, and is electrically connected only to the second-stage semiconductor chip 6B. . For this reason, the through electrode in the semiconductor chip 6A is not necessarily required.

上述したバンプ電極11を介して接続された半導体チップ6間の隙間、すなわち隣接する半導体チップ6間の隙間には、アンダーフィル樹脂12が充填されている。アンダーフィル樹脂12は、チップ積層体7の側面に供給され、毛細管現象等を利用して半導体チップ6間の隙間に充填される。アンダーフィル樹脂12としては、例えば熱硬化性樹脂が用いられる。アンダーフィル樹脂12は、複数の半導体チップ6間の隙間に一括して充填された後、熱硬化処理(キュア処理)等が施されて硬化物となる。   Underfill resin 12 is filled in the gaps between the semiconductor chips 6 connected via the bump electrodes 11 described above, that is, the gaps between adjacent semiconductor chips 6. The underfill resin 12 is supplied to the side surface of the chip stack 7 and is filled in the gaps between the semiconductor chips 6 using a capillary phenomenon or the like. As the underfill resin 12, for example, a thermosetting resin is used. The underfill resin 12 is collectively filled in the gaps between the plurality of semiconductor chips 6 and then subjected to a heat curing process (curing process) or the like to become a cured product.

ところで、チップ積層体7を構成する半導体チップ6A〜6Dの外形は、上述したように同一の矩形状とされている。同一の外形形状を有する複数の半導体チップ6A〜6D、具体的には3個以上の半導体チップ6A〜6Dを、貫通電極10とバンプ電極11とで電気的に接続しつつ積層する場合、積層型半導体装置(半導体パッケージ)の小型化を図るためには、全ての半導体チップ6A〜6Dの外形を揃えて積層することが考えられる。半導体チップ6は、例えば70μm以下程度の厚さを有している。このような半導体チップ6の積層数が増大するにつれて、最上段に位置する半導体チップ6Dとその直下に位置する半導体チップ6Cとの隙間に対するアンダーフィル樹脂12の充填性が低下しやすい。   Incidentally, the outer shapes of the semiconductor chips 6A to 6D constituting the chip stacked body 7 are the same rectangular shape as described above. When a plurality of semiconductor chips 6A to 6D having the same outer shape, specifically, three or more semiconductor chips 6A to 6D are stacked while being electrically connected by the through electrode 10 and the bump electrode 11, a stacked type is used. In order to reduce the size of the semiconductor device (semiconductor package), it is conceivable that all semiconductor chips 6A to 6D are stacked with the same outer shape. The semiconductor chip 6 has a thickness of, for example, about 70 μm or less. As the number of stacked semiconductor chips 6 increases, the filling property of the underfill resin 12 with respect to the gap between the semiconductor chip 6D located at the uppermost stage and the semiconductor chip 6C located immediately below the semiconductor chip 6D tends to be lowered.

すなわち、複数の半導体チップ6A〜6Dの外形を揃えて積層した場合、半導体チップ6Cと半導体チップ6Dとの隙間にアンダーフィル樹脂12の未充填不良が生じやすい。一方、アンダーフィル樹脂12の未充填不良の発生を抑制するために、アンダーフィル樹脂12の供給量を増やすと、最上段の半導体チップ6Dの上面(回路面)にアンダーフィル樹脂12が這い上がる不良が生じやすくなる。最上段の半導体チップ6Dの上面には、後述するように再配線層や金属ワイヤとの接続部等が形成されている。このため、アンダーフィル樹脂12が最上段の半導体チップ6Dの上面に這い上がると、チップ積層体7と配線基板2とを金属ワイヤ等で電気的に接続できなくなるおそれがある。   That is, when the outer shapes of the plurality of semiconductor chips 6A to 6D are aligned and stacked, the unfilled defect of the underfill resin 12 is likely to occur in the gap between the semiconductor chip 6C and the semiconductor chip 6D. On the other hand, when the supply amount of the underfill resin 12 is increased in order to suppress the occurrence of unfilled defects of the underfill resin 12, the underfill resin 12 creeps on the upper surface (circuit surface) of the uppermost semiconductor chip 6D. Is likely to occur. On the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6D, a rewiring layer, a connection portion with a metal wire, and the like are formed as described later. For this reason, if the underfill resin 12 crawls up to the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6D, the chip stack 7 and the wiring board 2 may not be electrically connected with a metal wire or the like.

このような点に対して、実施形態の積層型半導体装置1においては、最上段の半導体チップ6Dをその直下の半導体チップ6Cに対して外形をチップ表面と平行な方向にずらして配置している。アンダーフィル樹脂12の未充填不良は、上記したように最上段の半導体チップ6Dとその直下の半導体チップ6Cとの隙間に生じやすいため、最上段の半導体チップ6Dのみを他の半導体チップ6A〜6Cに対してずらして配置している。最上段の半導体チップ6Dを除く他の半導体チップ6A〜6Cは、積層型半導体装置(半導体パッケージ)1の小型化を損なわないように外形を揃えて積層されている。   In contrast, in the stacked semiconductor device 1 according to the embodiment, the uppermost semiconductor chip 6D is arranged with its outer shape shifted from the semiconductor chip 6C immediately below in a direction parallel to the chip surface. . As described above, unfilled defects of the underfill resin 12 are likely to occur in the gap between the uppermost semiconductor chip 6D and the semiconductor chip 6C immediately below the uppermost semiconductor chip 6D, so that only the uppermost semiconductor chip 6D is replaced with the other semiconductor chips 6A to 6C. It is arranged with respect to. The other semiconductor chips 6A to 6C except the uppermost semiconductor chip 6D are stacked with the same outer shape so as not to impair the miniaturization of the stacked semiconductor device (semiconductor package) 1.

最上段の半導体チップ6Dは、その直下の半導体チップ6Cに対して距離Lだけずらして配置されているため、半導体チップ6Cの上面は距離Lの分だけ露出している。この半導体チップ6Cの露出部分を目標にして、例えばディスペンサでアンダーフィル樹脂(液状樹脂)12を供給する。供給されたアンダーフィル樹脂12は、半導体チップ6Cの露出部分から最上段の半導体チップ6Dとその直下の半導体チップ6Cとの隙間に流入すると共に、外形を揃えて積層された下段側の半導体チップ6A〜6Cの側面を伝わりつつ、半導体チップ6A〜6C間の各隙間に流入する。半導体チップ6Cの露出部分を利用することによって、最上段の半導体チップ6Dとその直下の半導体チップ6Cとの隙間にアンダーフィル樹脂12を十分に供給することが可能となる。   Since the uppermost semiconductor chip 6D is arranged by being shifted by a distance L with respect to the semiconductor chip 6C immediately below, the upper surface of the semiconductor chip 6C is exposed by the distance L. The underfill resin (liquid resin) 12 is supplied by, for example, a dispenser with the exposed portion of the semiconductor chip 6C as a target. The supplied underfill resin 12 flows from the exposed portion of the semiconductor chip 6C into the gap between the uppermost semiconductor chip 6D and the semiconductor chip 6C immediately below the lower semiconductor chip 6A. The liquid flows into the gaps between the semiconductor chips 6A to 6C while being transmitted through the side surfaces of -6C. By using the exposed portion of the semiconductor chip 6C, it is possible to sufficiently supply the underfill resin 12 to the gap between the uppermost semiconductor chip 6D and the semiconductor chip 6C immediately below it.

このように、最上段の半導体チップ6をずらして配置することによって、最上段の半導体チップ6Dとその直下の半導体チップ6Cとの隙間におけるアンダーフィル樹脂12の未充填不良の発生を抑制することができる。さらに、半導体チップ6Cの露出部分がアンダーフィル樹脂12の受け部として機能するため、最上段の半導体チップ6Dの上面へのアンダーフィル樹脂12の這い上がりを抑制することができる。すなわち、アンダーフィル樹脂12の未充填不良の発生を抑制しつつ、最上段の半導体チップ6Dの上面にアンダーフィル樹脂12が這い上がることによるチップ積層体7と配線基板2との電気的な接続不良の発生等を抑制することができる。従って、信頼性や電気的な接続性を向上させた積層型半導体装置1を提供することが可能となる。   In this way, by arranging the uppermost semiconductor chip 6 in a shifted manner, it is possible to suppress the occurrence of unfilled defects in the underfill resin 12 in the gap between the uppermost semiconductor chip 6D and the semiconductor chip 6C immediately below the uppermost semiconductor chip 6D. it can. Furthermore, since the exposed portion of the semiconductor chip 6C functions as a receiving portion for the underfill resin 12, it is possible to suppress the underfill resin 12 from creeping up to the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6D. That is, an electrical connection failure between the chip stack 7 and the wiring board 2 due to the underfill resin 12 creeping up on the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6D while suppressing the occurrence of unfilling failure of the underfill resin 12. Can be suppressed. Therefore, it is possible to provide the stacked semiconductor device 1 with improved reliability and electrical connectivity.

最上段の半導体チップ6Dの半導体チップ6Cに対するずらし量(L)は0.1〜1mmの範囲とすることが好ましい。ずらし量(L)が0.1mm未満であると、アンダーフィル樹脂12の受け部としての機能が不足し、アンダーフィル樹脂12の這い上がりを抑制できないおそれがある。一方、半導体チップ6Dのずらし量(L)を1mmを超えて設定しても、それ以上に効果を高めることができないだけでなく、積層型半導体装置(半導体パッケージ)1がその分だけ大型化してしまう。最上段の半導体チップ6Dのずらし量(L)は0.3〜0.5mmの範囲とすることがより好ましい。なお、複数の半導体チップ6を積層する際のダイシング精度やバンプ電極の形成精度等によるずれ量は20〜30μm程度であり、最大でも50μm(0.05mm)を超えることはない。   The shift amount (L) of the uppermost semiconductor chip 6D with respect to the semiconductor chip 6C is preferably in the range of 0.1 to 1 mm. If the shift amount (L) is less than 0.1 mm, the function of the underfill resin 12 as a receiving portion is insufficient, and the creep of the underfill resin 12 may not be suppressed. On the other hand, even if the amount of shift (L) of the semiconductor chip 6D is set to exceed 1 mm, not only the effect cannot be increased, but also the stacked semiconductor device (semiconductor package) 1 is increased in size accordingly. End up. The shift amount (L) of the uppermost semiconductor chip 6D is more preferably in the range of 0.3 to 0.5 mm. Note that the amount of deviation due to dicing accuracy, bump electrode formation accuracy, and the like when stacking a plurality of semiconductor chips 6 is about 20 to 30 μm, and does not exceed 50 μm (0.05 mm) at the maximum.

図1は最上段の半導体チップ6Dを一方向(半導体チップ6Cの1つの外形辺に対して平行な方向)にずらした状態を示している。最上段の半導体チップ6Dは二方向(半導体チップ6Cの2つの外形辺に対してそれぞれ平行な方向)にずらして配置してもよい。また場合によって、半導体チップ6Cの外形辺とは平行ではない方向に最上段の半導体チップ6Dをずらしてもよい。ただし、積層型半導体装置(半導体パッケージ)1の小型化を図りつつ、アンダーフィル樹脂12の未充填や這い上がりを効果的に抑制する上で、最上段の半導体チップ6Dは一方向に平行にずらすことが好ましい。   FIG. 1 shows a state in which the uppermost semiconductor chip 6D is shifted in one direction (a direction parallel to one outer side of the semiconductor chip 6C). The uppermost semiconductor chip 6D may be shifted in two directions (directions parallel to the two outer sides of the semiconductor chip 6C). In some cases, the uppermost semiconductor chip 6D may be shifted in a direction not parallel to the outer side of the semiconductor chip 6C. However, the uppermost semiconductor chip 6D is shifted in parallel in one direction in order to effectively suppress unfilling and scooping up of the underfill resin 12 while reducing the size of the stacked semiconductor device (semiconductor package) 1. It is preferable.

上述したように、最上段の半導体チップ6Dをその直下の半導体チップ6Cに対してずらして配置した場合、最上段の半導体チップ6Dに設けられた貫通電極10とその直下の半導体チップ6Cに設けられた貫通電極10との位置は、半導体チップ6Dのずらし量(L)に対応してずれることになる。従って、貫通電極10間を接続するバンプ電極11を再配置する必要がある。最上段の半導体チップ6Dをずらして配置した場合の半導体チップ6間の接続構造について、図2および図3を参照して説明する。   As described above, when the uppermost semiconductor chip 6D is shifted from the semiconductor chip 6C immediately below the uppermost semiconductor chip 6D, the penetrating electrode 10 provided on the uppermost semiconductor chip 6D and the semiconductor chip 6C immediately below the through electrode 10 are provided. The position of the through electrode 10 is shifted in accordance with the shift amount (L) of the semiconductor chip 6D. Therefore, it is necessary to rearrange the bump electrodes 11 that connect the through electrodes 10. A connection structure between the semiconductor chips 6 in the case where the uppermost semiconductor chip 6D is arranged in a shifted manner will be described with reference to FIGS.

最下段の半導体チップ6Aから三段目の半導体チップ6Cまでは、貫通電極10とバンプ電極11とを介して順に接続される。すなわち、最下段の半導体チップ6Aの電極9Aは、二段目の半導体チップ6B内に設けられた貫通電極10Aと第1のバンプ電極11Aを介して電気的に接続される。具体的には、最下段の半導体チップ6Aの回路面(上面)には、電極9Aと電気的に接続された下部バンプ13が形成されている。二段目の半導体チップ6Bの非回路面(下面)には、貫通電極10Aと電気的に接続された上部バンプ14が形成されている。二段目の半導体チップ6Bは、上部バンプ14を下部バンプ13に接続しつつ、最下段の半導体チップ6A上に積層されている。   The lowermost semiconductor chip 6A to the third semiconductor chip 6C are sequentially connected through the through electrode 10 and the bump electrode 11. That is, the electrode 9A of the lowermost semiconductor chip 6A is electrically connected to the through electrode 10A provided in the second-stage semiconductor chip 6B via the first bump electrode 11A. Specifically, a lower bump 13 electrically connected to the electrode 9A is formed on the circuit surface (upper surface) of the lowermost semiconductor chip 6A. An upper bump 14 electrically connected to the through electrode 10A is formed on the non-circuit surface (lower surface) of the second-stage semiconductor chip 6B. The second-stage semiconductor chip 6B is stacked on the lowermost-stage semiconductor chip 6A while the upper bump 14 is connected to the lower bump 13.

最下段の半導体チップ6Aと二段目の半導体チップ6Bとは、下部バンプ13と上部バンプ14との接続体(第1のバンプ電極11A)を介して、電気的および機械的に接続されている。三段目の半導体チップ6Cについても同様である。すなわち、二段目の半導体チップ6Bの回路面(上面)には、電極9Bと電気的に接続された下部バンプ13が形成されている。三段目の半導体チップ6Cの非回路面(下面)には、貫通電極10Bと電気的に接続された上部バンプ14が形成されている。二段目の半導体チップ6Bと三段目の半導体チップ6Cとは、下部バンプ13と上部バンプ14との接続体(第2のバンプ電極11B)を介して、電気的および機械的に接続されている。なお、半導体チップ6を5個以上積層する場合、基本的には最上段の半導体チップ6を除いて同様に接続される。   The lowermost semiconductor chip 6A and the second semiconductor chip 6B are electrically and mechanically connected via a connection body (first bump electrode 11A) of the lower bump 13 and the upper bump 14. . The same applies to the third-stage semiconductor chip 6C. That is, the lower bump 13 electrically connected to the electrode 9B is formed on the circuit surface (upper surface) of the second-stage semiconductor chip 6B. An upper bump 14 electrically connected to the through electrode 10B is formed on the non-circuit surface (lower surface) of the third-stage semiconductor chip 6C. The second-stage semiconductor chip 6B and the third-stage semiconductor chip 6C are electrically and mechanically connected via a connection body (second bump electrode 11B) of the lower bump 13 and the upper bump 14. Yes. When five or more semiconductor chips 6 are stacked, the connection is basically the same except for the uppermost semiconductor chip 6.

最上段の半導体チップ6Dについては、上述したように貫通電極10Cの位置が三段目の半導体チップ6Cの貫通電極10Bの位置からずれている。そこで、図2に示すように、三段目の半導体チップ6Cの回路面(上面)に、予め電極9Cに電気的に接続された再配線層15を設けておき、この再配線層15により第3のバンプ電極11Cを再配置する。すなわち、三段目の半導体チップ6Cの回路面(上面)には、一方の端部が電極9Cと電気的に接続された再配線層15が設けられており、さらに再配線層15の他方の端部に下部バンプ13が形成されている。最上段の半導体チップ6Dの非回路面(下面)には、貫通電極10Cと電気的に接続された上部バンプ14が形成されている。   As for the uppermost semiconductor chip 6D, the position of the through electrode 10C is shifted from the position of the through electrode 10B of the third stage semiconductor chip 6C as described above. Therefore, as shown in FIG. 2, a rewiring layer 15 electrically connected to the electrode 9C is provided in advance on the circuit surface (upper surface) of the third-stage semiconductor chip 6C. 3 bump electrodes 11C are rearranged. That is, a rewiring layer 15 having one end electrically connected to the electrode 9C is provided on the circuit surface (upper surface) of the third-stage semiconductor chip 6C. Lower bumps 13 are formed at the ends. On the non-circuit surface (lower surface) of the uppermost semiconductor chip 6D, an upper bump 14 electrically connected to the through electrode 10C is formed.

最上段の半導体チップ6Dは、上部バンプ14を下部バンプ13に接続しつつ、三段目の半導体チップ6C上に積層されている。三段目の半導体チップ6Cの電極9Cと最上段の半導体チップ6Dの電極9Dとは、再配線層15と下部バンプ13と上部バンプ14との接続体(第3のバンプ電極11C)と貫通電極10Cとを介して電気的に接続されている。三段目の半導体チップ6Cに設けられた下部バンプ13は、最上段の半導体チップ6Dに設けられた上部バンプ14と位置が整合するように、再配線層15により再配置されている。従って、三段目の半導体チップ6Cと位置をずらした最上段の半導体チップ6Dとを、第3のバンプ電極11Cで電気的に接続することが可能とされている。   The uppermost semiconductor chip 6D is stacked on the third-stage semiconductor chip 6C while the upper bump 14 is connected to the lower bump 13. The electrode 9C of the third-stage semiconductor chip 6C and the electrode 9D of the uppermost-stage semiconductor chip 6D are the connection body (third bump electrode 11C) of the rewiring layer 15, the lower bump 13, and the upper bump 14 and the through electrode. It is electrically connected via 10C. The lower bumps 13 provided on the third-stage semiconductor chip 6C are rearranged by the rewiring layer 15 so as to be aligned with the upper bumps 14 provided on the uppermost semiconductor chip 6D. Therefore, it is possible to electrically connect the third-stage semiconductor chip 6C and the uppermost-stage semiconductor chip 6D with the third bump electrode 11C.

図2は再配線層15を三段目の半導体チップ6Cの回路面(上面)に設けた接続構造を示している。再配線層15は、図3に示すように、最上段の半導体チップ6Dの非回路面(下面)に設けてもよい。図3に示す最上段の半導体チップ6Dの非回路面には、一方の端部が貫通電極10Cと電気的に接続された再配線層15が設けられている。最上段の半導体チップ6Dの非回路面に設けられる上部バンプ14は、三段目の半導体チップ6Cの電極9C上に設けられた下部バンプ13と位置が整合するように、再配線層15により再配置されている。従って、三段目の半導体チップ6Cと位置をずらした最上段の半導体チップ6Dとを、第3のバンプ電極11Cで電気的に接続することが可能とされている。   FIG. 2 shows a connection structure in which the rewiring layer 15 is provided on the circuit surface (upper surface) of the third-stage semiconductor chip 6C. As shown in FIG. 3, the rewiring layer 15 may be provided on the non-circuit surface (lower surface) of the uppermost semiconductor chip 6D. On the non-circuit surface of the uppermost semiconductor chip 6D shown in FIG. 3, a rewiring layer 15 having one end portion electrically connected to the through electrode 10C is provided. The upper bump 14 provided on the non-circuit surface of the uppermost semiconductor chip 6D is re-reduced by the rewiring layer 15 so as to be aligned with the lower bump 13 provided on the electrode 9C of the third-stage semiconductor chip 6C. Has been placed. Therefore, it is possible to electrically connect the third-stage semiconductor chip 6C and the uppermost-stage semiconductor chip 6D with the third bump electrode 11C.

このように、三段目の半導体チップ6Cと最上段の半導体チップ6Dとの電気的な接続には、三段目の半導体チップ6Cの上面に設けた再配線層15、または最上段の半導体チップ6Dの下面に設けた再配線層15のいずれを用いてもよい。再配線層15は、例えばウエハ工程で予め形成される。再配線層15の形成材料としては、Cu、Cu合金、Al、Al合金等が挙げられる。後述するように、最上段の半導体チップ6Dの表面に再配線層を形成する場合も同様であり、再配線層はCu、Cu合金、Al、Al合金等で形成される場合が多い。そのような場合において、接続性等を考慮して最表面層をAuやAu合金等で形成してもよい。   In this way, for the electrical connection between the third-stage semiconductor chip 6C and the uppermost semiconductor chip 6D, the redistribution layer 15 provided on the upper surface of the third-stage semiconductor chip 6C or the uppermost semiconductor chip 6C. Any of the rewiring layers 15 provided on the lower surface of 6D may be used. The rewiring layer 15 is formed in advance by, for example, a wafer process. Examples of the material for forming the rewiring layer 15 include Cu, Cu alloy, Al, and Al alloy. As will be described later, the same applies when a rewiring layer is formed on the surface of the uppermost semiconductor chip 6D, and the rewiring layer is often formed of Cu, Cu alloy, Al, Al alloy, or the like. In such a case, the outermost surface layer may be formed of Au, an Au alloy, or the like in consideration of connectivity.

上述したように、隣接する半導体チップ6の両方にバンプ13、14を形成する場合、半田/半田、Au/半田、半田/Au、Au/Au等の組合せを適用することができる。バンプ13、14を構成する半田としては、Sn−Cu合金、Sn−Ag合金、Sn−Ag−Cu合金等のSn合金からなるPbフリー半田を用いることが多い。また、バンプ13、14を構成する金属はAuに代えて、Cu、Ni、Sn、Pd、Ag等であってもよい。これら金属は単層膜に限らず、複数の金属の積層膜であってもよい。バンプ13、14の形状としては、半球状や柱状等の突起形状が挙げられるが、パッドのような平坦形状を適用することも可能である。バンプ13、14の組合せとしては、突起形状体同士の組合せ、突起形状体と平坦形状体との組合せ等が挙げられる。バンプ電極11は、例えば5〜50μm程度の直径を有し、10〜100μm程度のピッチで形成される。   As described above, when the bumps 13 and 14 are formed on both the adjacent semiconductor chips 6, a combination of solder / solder, Au / solder, solder / Au, Au / Au, or the like can be applied. As the solder constituting the bumps 13 and 14, Pb-free solder made of Sn alloy such as Sn—Cu alloy, Sn—Ag alloy, Sn—Ag—Cu alloy is often used. Further, the metal constituting the bumps 13 and 14 may be Cu, Ni, Sn, Pd, Ag or the like instead of Au. These metals are not limited to a single layer film, and may be a laminated film of a plurality of metals. Examples of the shape of the bumps 13 and 14 include a projection shape such as a hemispherical shape and a columnar shape, but a flat shape such as a pad can also be applied. Examples of the combination of the bumps 13 and 14 include a combination of protrusion-shaped bodies, a combination of a protrusion-shaped body and a flat-shaped body, and the like. The bump electrodes 11 have a diameter of about 5 to 50 μm, for example, and are formed at a pitch of about 10 to 100 μm.

図1に示す積層型半導体装置1においては、一段目の半導体チップ6Aから三段目の半導体チップCまでを外形を揃えて積層し、最上段の半導体チップ6Dのみを他の半導体チップ6A〜6Cとはずらして配置している。積層型半導体装置1の小型化とアンダーフィル樹脂12の充填性の向上とを両立させる上では、図1に示す積層構造を適用することが好ましい。ただし、位置をずらす半導体チップ6は最上段の半導体チップ6Dのみに限定されるものではない。半導体チップ6の積層数がさらに増加した場合、最上段の半導体チップ6に加えて、途中の半導体チップ6の位置をずらしてもよい。   In the stacked semiconductor device 1 shown in FIG. 1, the first-stage semiconductor chip 6A to the third-stage semiconductor chip C are stacked with the same outer shape, and only the uppermost semiconductor chip 6D is stacked on the other semiconductor chips 6A-6C. It is arranged to be offset. In order to achieve both the miniaturization of the stacked semiconductor device 1 and the improvement of the filling property of the underfill resin 12, it is preferable to apply the stacked structure shown in FIG. However, the semiconductor chip 6 whose position is shifted is not limited to the uppermost semiconductor chip 6D. When the number of stacked semiconductor chips 6 further increases, the position of the semiconductor chip 6 in the middle may be shifted in addition to the uppermost semiconductor chip 6.

図4に示す積層型半導体装置1は、8個の半導体チップ6A〜6Hを積層したチップ積層体7を備えている。半導体チップ6の積層数が多いチップ積層体7を適用する場合には、最上段の半導体チップ6Hに加えて、途中の半導体チップ6(図4では四段目の半導体チップ6D)の位置をずらしてもよい。半導体チップ6Dの位置をずらして半導体チップ6Cの上面の一部を露出させることによって、半導体チップ6Cの露出部分がアンダーフィル樹脂12の受け部として機能するため、アンダーフィル樹脂12が下方に向けて徐々に流れるようになる。従って、半導体チップ6Dより上方に位置する半導体チップ6E〜6G間の隙間へのアンダーフィル樹脂12の充填性を高めることが可能となる。   A stacked semiconductor device 1 shown in FIG. 4 includes a chip stacked body 7 in which eight semiconductor chips 6A to 6H are stacked. When the chip stack 7 having a large number of stacked semiconductor chips 6 is applied, the position of the semiconductor chip 6 in the middle (the fourth-stage semiconductor chip 6D in FIG. 4) is shifted in addition to the uppermost semiconductor chip 6H. May be. By shifting the position of the semiconductor chip 6D to expose a part of the upper surface of the semiconductor chip 6C, the exposed portion of the semiconductor chip 6C functions as a receiving portion for the underfill resin 12, and therefore the underfill resin 12 faces downward. It begins to flow gradually. Therefore, it becomes possible to improve the filling property of the underfill resin 12 into the gaps between the semiconductor chips 6E to 6G located above the semiconductor chip 6D.

最上段の半導体チップ6Hとその直下の半導体チップ6Gとの隙間については、図1に示した積層型半導体装置1と同様に、最上段の半導体チップ6Hをずらすことでアンダーフィル樹脂12を良好に充填することができる。図4に示す積層型半導体装置1において、一段目の半導体チップ6Aから三段目の半導体チップ6Cまでは、外形を揃えて積層されており、四段目の半導体チップ6Dは三段目の半導体チップ6Cに対して外形をずらして配置されている。さらに、五段目の半導体チップ6Eから七段目の半導体チップ6Gまでは、四段目の半導体チップ6Dと外形を揃えて積層されており、最上段の半導体チップ6Hは七段目の半導体チップ6Gに対して外形をずらして配置されている。   As for the gap between the uppermost semiconductor chip 6H and the semiconductor chip 6G immediately below the uppermost semiconductor chip 6H, the underfill resin 12 is improved by shifting the uppermost semiconductor chip 6H, as in the stacked semiconductor device 1 shown in FIG. Can be filled. In the stacked semiconductor device 1 shown in FIG. 4, the first-stage semiconductor chip 6A to the third-stage semiconductor chip 6C are stacked with the same outer shape, and the fourth-stage semiconductor chip 6D is the third-stage semiconductor chip. The outer shape is shifted from the chip 6C. Further, the fifth-stage semiconductor chip 6E to the seventh-stage semiconductor chip 6G are laminated with the same shape as the fourth-stage semiconductor chip 6D, and the uppermost semiconductor chip 6H is the seventh-stage semiconductor chip. The outer shape is shifted with respect to 6G.

図4では四段目の半導体チップ6Dの位置をずらしているが、位置をずらす半導体チップ6はチップ積層数やアンダーフィル樹脂12の流動性等に応じて適宜に設定することができる。例えば、最上段の半導体チップ6Hに加えて、途中の2個以上の半導体チップ6の位置をずらしてもよい。最上段の半導体チップ6Hの位置をずらすことはアンダーフィル樹脂12の這い上がりを抑制する上で必須であるが、それ以外の半導体チップ6については適宜に位置をずらすことができる。ただし、位置をずらす半導体チップ6の数を増やしすぎると、積層型半導体装置1が大型化するため、積層型半導体装置1の最終的な大きさを考慮して半導体チップ6の位置をずらすことが好ましい。   In FIG. 4, the position of the fourth-stage semiconductor chip 6 </ b> D is shifted, but the semiconductor chip 6 whose position is shifted can be appropriately set according to the number of stacked chips, the fluidity of the underfill resin 12, and the like. For example, in addition to the uppermost semiconductor chip 6H, the positions of two or more semiconductor chips 6 in the middle may be shifted. Shifting the position of the uppermost semiconductor chip 6H is indispensable for preventing the underfill resin 12 from creeping up, but the positions of the other semiconductor chips 6 can be shifted appropriately. However, if the number of the semiconductor chips 6 to be shifted is increased too much, the stacked semiconductor device 1 becomes larger, and therefore the position of the semiconductor chip 6 may be shifted in consideration of the final size of the stacked semiconductor device 1. preferable.

半導体チップ6としてメモリチップを用いる場合、チップ積層体7の最上段に位置する半導体チップ6(図1では半導体チップ6D、図4では半導体チップ6H)上には、チップ積層体7(図1では半導体チップ6A〜6D、図4では半導体チップ6A〜6H)と外部デバイスとの間でデータ通信を行う半導体チップ16、例えばコントローラチップ、インタフェースチップ、コントローラ回路とインタフェース回路との混載チップ等が搭載される。半導体チップ16とチップ積層体7との間には、アンダーフィル樹脂17が充填されている。なお、外部デバイスとの間でデータ通信を行うコントローラチップ等の半導体チップ16は、外部に設置される場合もある。   When a memory chip is used as the semiconductor chip 6, the chip stack 7 (in FIG. 1) is placed on the semiconductor chip 6 (the semiconductor chip 6 </ b> D in FIG. 1 and the semiconductor chip 6 </ b> H in FIG. 4) positioned at the top of the chip stack 7. A semiconductor chip 16 that performs data communication between the semiconductor chips 6A to 6D (semiconductor chips 6A to 6H in FIG. 4) and an external device, for example, a controller chip, an interface chip, a mixed chip of a controller circuit and an interface circuit, and the like are mounted. The An underfill resin 17 is filled between the semiconductor chip 16 and the chip stack 7. The semiconductor chip 16 such as a controller chip that performs data communication with an external device may be installed outside.

半導体チップ16は、チップ積層体7と電気的に接続され、複数の半導体チップ6とデータ通信を行う内部接続用電極18を有している。半導体チップ16の内部接続用電極18は、最上段の半導体チップ6の電極9とバンプ電極19を介して電気的に接続されている。半導体チップ16は、最上段に位置する半導体チップ6に対してフリップチップ接続(FC接続)されている。さらに、半導体チップ16は、配線基板2を介して外部デバイスとデータ通信を行う外部接続用電極20を有している。   The semiconductor chip 16 has an internal connection electrode 18 that is electrically connected to the chip stack 7 and performs data communication with the plurality of semiconductor chips 6. The internal connection electrode 18 of the semiconductor chip 16 is electrically connected to the electrode 9 of the uppermost semiconductor chip 6 via the bump electrode 19. The semiconductor chip 16 is flip-chip connected (FC connection) to the semiconductor chip 6 located at the uppermost stage. Further, the semiconductor chip 16 has an external connection electrode 20 that performs data communication with an external device via the wiring board 2.

半導体チップ16の外部接続用電極20と配線基板2の内部端子4とを電気的に接続するため、最上段の半導体チップ6の上面には再配線層21が形成されている。再配線層21の一方の端部は、半導体チップ16の外部接続用電極20とバンプ電極19を介して電気的に接続されている。再配線層21の他方の端部と配線基板2の内部端子4とは、ボンディングワイヤ(Auワイヤ等の金属ワイヤ)22を介して電気的に接続されている。すなわち、半導体チップ16の外部接続用電極20は、バンプ電極19、再配線層21およびボンディングワイヤ22を介して配線基板2の内部端子4と電気的に接続されている。   In order to electrically connect the external connection electrode 20 of the semiconductor chip 16 and the internal terminal 4 of the wiring substrate 2, a rewiring layer 21 is formed on the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6. One end of the rewiring layer 21 is electrically connected to the external connection electrode 20 of the semiconductor chip 16 via the bump electrode 19. The other end of the rewiring layer 21 and the internal terminal 4 of the wiring board 2 are electrically connected via a bonding wire (a metal wire such as an Au wire) 22. That is, the external connection electrode 20 of the semiconductor chip 16 is electrically connected to the internal terminal 4 of the wiring board 2 via the bump electrode 19, the rewiring layer 21 and the bonding wire 22.

配線基板2の第2の面2b上には、チップ積層体7や半導体チップ16をボンディングワイヤ22等と共に封止するように、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂からなる封止樹脂層23が例えばモールド成形されている。このようにして、実施形態の積層型半導体装置(半導体パッケージ)1が構成されている。半導体チップ6としてNAND型フラッシュメモリのようなメモリチップを使用した場合には、メモリチップ(6)の積層数に応じて高容量の半導体記憶装置を提供することができる。なお、データ通信用の半導体チップ16を搭載しない場合には、最上段の半導体チップ6の上面に一方の端部が電極9と電気的に接続された再配線層21を形成し、再配線層21の他方の端部と配線基板2の内部端子4との間をボンディングワイヤ22で電気的に接続すればよい。   On the second surface 2b of the wiring board 2, a sealing resin layer 23 made of an insulating resin such as an epoxy resin is molded, for example, so as to seal the chip stack 7 and the semiconductor chip 16 together with the bonding wires 22 and the like. Has been. In this way, the stacked semiconductor device (semiconductor package) 1 of the embodiment is configured. When a memory chip such as a NAND flash memory is used as the semiconductor chip 6, a high-capacity semiconductor memory device can be provided according to the number of stacked memory chips (6). In the case where the semiconductor chip 16 for data communication is not mounted, a rewiring layer 21 whose one end is electrically connected to the electrode 9 is formed on the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6, and the rewiring layer is formed. What is necessary is just to electrically connect between the other end part of 21 and the internal terminal 4 of the wiring board 2 with the bonding wire 22.

チップ積層体7は、複数の半導体チップ6を配線基板2上で順に積層して形成してもよいし、複数の半導体チップ6を予め積層した後に配線基板2上に配置してもよい。予め複数の半導体チップ6を積層して形成したチップ積層体7は、図1や図4に示した構造を有する積層型半導体装置1以外にも使用することができる。例えば、チップ積層体7を配線基板2に対してFC接続したり、データ通信用の半導体チップ16を配線基板2に対してFC接続する等、各種の装置構造に適用することができる。そのような場合においても、チップ積層体7を作製する際に最上段に位置する半導体チップ6をずらすことで、アンダーフィル樹脂12の充填性を向上させることができる。   The chip stacked body 7 may be formed by sequentially stacking a plurality of semiconductor chips 6 on the wiring substrate 2, or may be disposed on the wiring substrate 2 after the plurality of semiconductor chips 6 are stacked in advance. A chip stacked body 7 formed by previously stacking a plurality of semiconductor chips 6 can be used in addition to the stacked semiconductor device 1 having the structure shown in FIGS. For example, the present invention can be applied to various device structures such as the chip stack 7 being FC-connected to the wiring board 2 and the data communication semiconductor chip 16 being FC-connected to the wiring board 2. Even in such a case, the filling property of the underfill resin 12 can be improved by shifting the semiconductor chip 6 positioned at the uppermost stage when the chip stacked body 7 is manufactured.

図5はチップ積層体7を反転させて配線基板2上に配置すると共に、チップ積層体7を配線基板2に対してFC接続した積層型半導体装置31を示している。積層型半導体装置31は、図1に示した積層型半導体装置1と同様に、半導体チップ6A〜6Dを有するチップ積層体7と、チップ積層体7にFC接続された半導体チップ16とを備えている。チップ積層体7は、アンダーフィル樹脂12を充填する際に最上段に位置する半導体チップ6Dが配線基板2側に位置するように、アンダーフィル樹脂12の充填時の積層順に対して反転させた状態で配線基板2上に配置されている。従って、チップ積層体7上に搭載された半導体チップ16も配線基板2に近い側に位置している。   FIG. 5 shows a stacked semiconductor device 31 in which the chip stack 7 is inverted and arranged on the wiring board 2 and the chip stack 7 is FC-connected to the wiring board 2. Similar to the stacked semiconductor device 1 shown in FIG. 1, the stacked semiconductor device 31 includes a chip stacked body 7 having semiconductor chips 6 </ b> A to 6 </ b> D and a semiconductor chip 16 FC-connected to the chip stacked body 7. Yes. The chip stack 7 is inverted with respect to the stacking order at the time of filling the underfill resin 12 so that the semiconductor chip 6D positioned at the uppermost stage is positioned on the wiring board 2 side when the underfill resin 12 is filled. Is arranged on the wiring board 2. Accordingly, the semiconductor chip 16 mounted on the chip stack 7 is also located on the side close to the wiring board 2.

半導体チップ16の外部接続用電極20は、最上段の半導体チップ6Dの上面に設けられた再配線層21の一方の端部とバンプ電極19を介して電気的に接続されている。再配線層21の他方の端部は、配線基板2の内部端子4とバンプ電極32を介して電気的に接続されている。半導体チップ16が搭載されたチップ積層体7と配線基板2との間には、アンダーフィル樹脂33が充填されている。チップ積層体7上に半導体チップ16を搭載しない場合、最上段の半導体チップ6Dの電極9D、または電極9Dに接続された再配線層21と、配線基板2の内部端子4とが、バンプ電極32を介して電気的に接続される。   The external connection electrode 20 of the semiconductor chip 16 is electrically connected to one end of the rewiring layer 21 provided on the upper surface of the uppermost semiconductor chip 6D via the bump electrode 19. The other end of the rewiring layer 21 is electrically connected to the internal terminal 4 of the wiring board 2 via the bump electrode 32. An underfill resin 33 is filled between the chip stack 7 on which the semiconductor chip 16 is mounted and the wiring board 2. When the semiconductor chip 16 is not mounted on the chip stack 7, the electrode 9 </ b> D of the uppermost semiconductor chip 6 </ b> D or the rewiring layer 21 connected to the electrode 9 </ b> D and the internal terminal 4 of the wiring board 2 are connected to the bump electrode 32. It is electrically connected via.

チップ積層体7上に半導体チップ16を搭載した場合、図6に示すように、半導体チップ16の電極18と配線基板2の内部端子4とを、バンプ電極32を介して電気的および機械的に接続してもよい。図6に示す配線基板2との接続構造を適用する場合において、半導体チップ16は半導体チップ6B〜6Dと同様に貫通電極34を有している。半導体チップ16の電極18は、貫通電極34とバンプ電極19とを介して、最上段に位置する半導体チップ6Dの電極9Dと電気的に接続されている。   When the semiconductor chip 16 is mounted on the chip stack 7, as shown in FIG. 6, the electrode 18 of the semiconductor chip 16 and the internal terminal 4 of the wiring board 2 are electrically and mechanically connected via the bump electrode 32. You may connect. When the connection structure with the wiring board 2 shown in FIG. 6 is applied, the semiconductor chip 16 has a through electrode 34 as in the semiconductor chips 6B to 6D. The electrode 18 of the semiconductor chip 16 is electrically connected to the electrode 9D of the semiconductor chip 6D located at the uppermost stage via the through electrode 34 and the bump electrode 19.

上述した積層型半導体装置1は、例えば以下のようにして作製される。第1の実施形態による積層型半導体装置1の製造工程について、図7を参照して説明する。まず、図7(a)に示すように、下部バンプ13を有する一段目の半導体チップ6Aと上部バンプ14を有する二段目の半導体チップ6Bとを用意する。ステージ31上に載置された半導体チップ6A上に半導体チップ6Bを配置する。次いで、熱や超音波等を加えながら加圧することによって、下部バンプ13と上部バンプ14とを接続してバンプ電極11を形成しつつ、一段目の半導体チップ6A上に二段目の半導体チップ6Bを積層する。同様にして、二段目の半導体チップ6B上に三段目の半導体チップ6Cを積層する。   The stacked semiconductor device 1 described above is manufactured, for example, as follows. A manufacturing process of the stacked semiconductor device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, a first-stage semiconductor chip 6A having a lower bump 13 and a second-stage semiconductor chip 6B having an upper bump 14 are prepared. The semiconductor chip 6B is arranged on the semiconductor chip 6A placed on the stage 31. Next, by applying pressure while applying heat, ultrasonic waves, or the like, the lower bump 13 and the upper bump 14 are connected to form the bump electrode 11, and the second-stage semiconductor chip 6B is formed on the first-stage semiconductor chip 6A. Are laminated. Similarly, the third-stage semiconductor chip 6C is stacked on the second-stage semiconductor chip 6B.

この場合、ステージ31にはアンダーフィル樹脂に対する接着強度が低いフッ素系樹脂等による表面処理を施した、窒化アルミニウムや炭化ケイ素等のセラミックス製のものを用いることが好ましい。ステージ31には、ことも有効である。また、ステージ31に代えて接着層を有するポリイミド樹脂フィルム等の樹脂フィルムや金属フレームを用いてもよい。樹脂フィルムや金属フレームを使用する場合には、半導体チップ6A〜6Dの積層とアンダーフィル樹脂12の充填が終了した後に樹脂フィルムや金属フレームを切断し、積層体形状に応じた樹脂フィルムや金属フレームを有するチップ積層体7としてもよい。   In this case, it is preferable to use the stage 31 made of a ceramic such as aluminum nitride or silicon carbide, which has been surface-treated with a fluorine resin or the like having a low adhesive strength to the underfill resin. This is also effective for the stage 31. Further, instead of the stage 31, a resin film such as a polyimide resin film having an adhesive layer or a metal frame may be used. When using a resin film or a metal frame, after the lamination of the semiconductor chips 6A to 6D and the filling of the underfill resin 12 is finished, the resin film or the metal frame is cut, and the resin film or the metal frame corresponding to the shape of the laminated body is cut. It is good also as the chip laminated body 7 which has.

次に、図7(b)に示すように、三段目の半導体チップ6C上に四段目の半導体チップ6Dを積層する。三段目の半導体チップ6Cの上面には再配線層15が形成されており、再配線層15上には下部バンプ13が形成されている。四段目の半導体チップ6Dの下面には上部バンプ14が形成されている。三段目の半導体チップ6Cの下部バンプ13と四段目の半導体チップ6Dの上部バンプ14とを位置合せしつつ、四段目の半導体チップ6Dをずらして配置する。次いで、熱や超音波等を加えながら加圧することによって、下部バンプ13と上部バンプ14とを接続してバンプ電極11を形成しつつ、三段目の半導体チップ6C上に四段目の半導体チップ6Dを積層する。再配線層15は図3に示したように、四段目の半導体チップ6Dの下面に形成されていてもよい。   Next, as shown in FIG. 7B, a fourth-stage semiconductor chip 6D is stacked on the third-stage semiconductor chip 6C. A rewiring layer 15 is formed on the upper surface of the third-stage semiconductor chip 6 </ b> C, and a lower bump 13 is formed on the rewiring layer 15. Upper bumps 14 are formed on the lower surface of the fourth-stage semiconductor chip 6D. While aligning the lower bump 13 of the third-stage semiconductor chip 6C and the upper bump 14 of the fourth-stage semiconductor chip 6D, the fourth-stage semiconductor chip 6D is shifted and arranged. Next, by applying pressure while applying heat, ultrasonic waves, or the like, the lower bump 13 and the upper bump 14 are connected to form the bump electrode 11, and the fourth-stage semiconductor chip is formed on the third-stage semiconductor chip 6C. Laminate 6D. As shown in FIG. 3, the rewiring layer 15 may be formed on the lower surface of the fourth-stage semiconductor chip 6D.

このようにして、一段目の半導体チップ6Aから三段目の半導体チップ6Cまで外形を揃えて積層しつつ、最上段に位置する四段目の半導体チップ6Dのみを外形をずらして積層したチップ積層体7を作製する。ここでは4個の半導体チップ6A〜6Dを積層する場合について説明したが、半導体チップ6の積層数は3個以上であれば特に限定されるものではない。5個もしくはそれ以上の半導体チップ6を積層してチップ積層体7を作製する場合には、半導体チップ6の積層数に応じて図7(a)に示す積層工程を繰り返し実施すればよい。図4に示したように、最上段に位置する半導体チップ6に加えて、途中の半導体チップ6の位置もずらす場合には、図7(a)に示す積層工程と図7(b)に示す積層工程とを繰り返して実施すればよい。   In this manner, chip stacking in which only the fourth-stage semiconductor chip 6D positioned at the uppermost stage is stacked with the outer shape being shifted while stacking with the same outer shape from the first-stage semiconductor chip 6A to the third-stage semiconductor chip 6C. A body 7 is produced. Although the case where the four semiconductor chips 6A to 6D are stacked has been described here, the number of stacked semiconductor chips 6 is not particularly limited as long as it is three or more. When stacking five or more semiconductor chips 6 to produce the chip stack 7, the stacking process shown in FIG. 7A may be repeated according to the number of stacked semiconductor chips 6. As shown in FIG. 4, when the position of the semiconductor chip 6 in the middle is shifted in addition to the semiconductor chip 6 located at the uppermost stage, the stacking process shown in FIG. 7A and the process shown in FIG. What is necessary is just to implement a lamination process repeatedly.

次に、図7(c)に示すように、チップ積層体7の隙間(隣接する半導体チップ6間の隙間)に、アンダーフィル樹脂12を一括して充填する。前述したように、最上段の半導体チップ6Dを半導体チップ6Cに対してずらして配置したことで、半導体チップ6Cの上面はずれ量に応じて露出している。この半導体チップ6Cの露出部分を目標にして、例えばディスペンサでアンダーフィル樹脂(液状樹脂)12を供給する。アンダーフィル樹脂12は、半導体チップ6Cの露出部分から最上段の半導体チップ6Dとその直下の半導体チップ6Cとの隙間に流入すると共に、外形を揃えて積層された下段側の半導体チップ6A〜6Cの側面を伝わりつつ、半導体チップ6A〜6C間の各隙間に流入する。   Next, as shown in FIG. 7C, the underfill resin 12 is filled in a gap (a gap between adjacent semiconductor chips 6) between the chip stacks 7. As described above, the uppermost semiconductor chip 6D is arranged so as to be shifted from the semiconductor chip 6C, so that the upper surface of the semiconductor chip 6C is exposed according to the shift amount. The underfill resin (liquid resin) 12 is supplied by, for example, a dispenser with the exposed portion of the semiconductor chip 6C as a target. The underfill resin 12 flows from the exposed portion of the semiconductor chip 6C into the gap between the uppermost semiconductor chip 6D and the semiconductor chip 6C immediately below it, and the lower-stage semiconductor chips 6A to 6C are stacked with the same outer shape. It flows into each gap between the semiconductor chips 6A to 6C while traveling along the side surface.

また、最上段の半導体チップ6Dを半導体チップ6Cに対してずらして配置したことで、半導体チップ6Dの一部は半導体チップ6Cからひさし状に突出している。この半導体チップ6Dのひさし部分の下部を目標にして、例えばディスペンサでアンダーフィル樹脂(液状樹脂)12を供給してもよい。この場合、アンダーフィル樹脂12は半導体チップ6Dのひさし部分の下部の液溜りから半導体チップ6A〜6D間の各隙間に流入する。   In addition, by disposing the uppermost semiconductor chip 6D with respect to the semiconductor chip 6C, a part of the semiconductor chip 6D protrudes from the semiconductor chip 6C in an eave shape. The underfill resin (liquid resin) 12 may be supplied by a dispenser, for example, targeting the lower part of the eaves portion of the semiconductor chip 6D. In this case, the underfill resin 12 flows into the gaps between the semiconductor chips 6A to 6D from the liquid reservoir below the eaves portion of the semiconductor chip 6D.

アンダーフィル樹脂12を硬化させた後、チップ積層体7をステージ31から取り外す。ステージ31から取り外したチップ積層体7、すなわち半導体チップ6A〜6D間をアンダーフィル樹脂12で固定したチップ積層体7を、図7(d)に示すように配線基板2の第2の面2b上に接着剤層8を介して実装する。この後、ワイヤボンディング工程、半導体チップ16の搭載工程、半導体チップ16とチップ積層体7間へのアンダーフィル樹脂の封止工程、モールド樹脂23による封止工程等を実施することによって、図1に示した積層型半導体装置1が得られる。   After the underfill resin 12 is cured, the chip stack 7 is removed from the stage 31. The chip stack 7 removed from the stage 31, that is, the chip stack 7 in which the semiconductor chips 6A to 6D are fixed with the underfill resin 12 is formed on the second surface 2b of the wiring board 2 as shown in FIG. Is mounted via an adhesive layer 8. Thereafter, by performing a wire bonding step, a mounting step of the semiconductor chip 16, a sealing step of the underfill resin between the semiconductor chip 16 and the chip laminated body 7, a sealing step with the mold resin 23, etc., as shown in FIG. The stacked semiconductor device 1 shown is obtained.

半導体チップ16の搭載工程は、半導体チップ6A〜6Dの積層工程と同時に実施してもよい。また、半導体チップ16とチップ積層体7間へのアンダーフィル樹脂の封止工程は、半導体チップ6A〜6D間へのアンダーフィル樹脂の封止工程と同時に実施してもよい。なお、ステージ31から取り外したチップ積層体7は、図1とは異なる構造を有する積層型半導体装置に適用することも可能であり、この場合もアンダーフィル樹脂12の充填性の向上効果に基づいて信頼性等を高めることができる。   The mounting process of the semiconductor chip 16 may be performed simultaneously with the stacking process of the semiconductor chips 6A to 6D. The underfill resin sealing step between the semiconductor chip 16 and the chip stack 7 may be performed simultaneously with the underfill resin sealing step between the semiconductor chips 6A to 6D. Note that the chip stack 7 removed from the stage 31 can also be applied to a stacked semiconductor device having a structure different from that in FIG. 1, and in this case as well, based on the effect of improving the filling property of the underfill resin 12. Reliability and the like can be improved.

次に、第2の実施形態による積層型半導体装置1の製造工程について、図8を参照して説明する。まず、図8(a)に示すように、配線基板2の第2の面2b上に接着剤層8を介して一段目の半導体チップ6Aを配置する。次いで、図8(b)に示すように、一段目の半導体チップ6A上に二段目の半導体チップ6Bを積層および接続する工程、さらに二段目の半導体チップ6B上に三段目の半導体チップ6Cを積層および接続する工程を実施する。具体的な接続工程は、第1の実施形態による接続工程と同様である。   Next, the manufacturing process of the stacked semiconductor device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 8A, the first-stage semiconductor chip 6A is disposed on the second surface 2b of the wiring board 2 with the adhesive layer 8 interposed therebetween. Next, as shown in FIG. 8B, the step of stacking and connecting the second-stage semiconductor chip 6B on the first-stage semiconductor chip 6A, and the third-stage semiconductor chip on the second-stage semiconductor chip 6B. A step of stacking and connecting 6C is performed. The specific connection process is the same as the connection process according to the first embodiment.

次いで、図8(c)に示すように、三段目の半導体チップ6C上に位置をずらして四段目の半導体チップ6Dを積層する。具体的な積層および接続工程は、第1の実施形態による積層および接続工程と同様である。配線基板2の第2の面2b上において、一段目の半導体チップ6Aから三段目の半導体チップ6Cまで外形を揃えて積層しつつ、最上段に位置する四段目の半導体チップ6Dのみを外形をずらして積層したチップ積層体7を作製する。この後、図8(d)に示すように、チップ積層体7の隙間(隣接する半導体チップ6間の隙間)に、アンダーフィル樹脂12を一括して充填する。アンダーフィル樹脂12の充填工程も第1の実施形態と同様である。   Next, as shown in FIG. 8C, the fourth-stage semiconductor chip 6D is stacked on the third-stage semiconductor chip 6C while shifting the position. The specific lamination and connection process is the same as the lamination and connection process according to the first embodiment. On the second surface 2 b of the wiring board 2, only the fourth-stage semiconductor chip 6 </ b> D positioned at the uppermost stage is externally shaped while the outer shapes are laminated from the first-stage semiconductor chip 6 </ b> A to the third-stage semiconductor chip 6 </ b> C. The chip laminated body 7 laminated by shifting is manufactured. Thereafter, as shown in FIG. 8 (d), the underfill resin 12 is filled in a gap between the chip stacks 7 (a gap between adjacent semiconductor chips 6). The filling process of the underfill resin 12 is the same as that in the first embodiment.

第1の実施形態と同様に、半導体チップ6Cの露出部分にアンダーフィル樹脂(液状樹脂)12を供給することによって、アンダーフィル樹脂12の未充填不良の発生を抑制しつつ、最上段の半導体チップ6Dの上面にアンダーフィル樹脂12が這い上がることによる電気的な接続不良の発生等を抑制することが可能となる。アンダーフィル樹脂12を硬化させた後、ワイヤボンディング工程、半導体チップ16の搭載工程、半導体チップ16とチップ積層体7間へのアンダーフィル樹脂の封止工程、モールド樹脂23による封止工程等を実施することによって、図1に示した積層型半導体装置1が得られる。この製造例においても、半導体チップ16の搭載工程は半導体チップ6A〜6Dの積層工程と、また半導体チップ16とチップ積層体7間へのアンダーフィル樹脂の封止工程は半導体チップ6A〜6D間へのアンダーフィル樹脂の封止工程と、同時に実施してもよい。   As in the first embodiment, the underfill resin (liquid resin) 12 is supplied to the exposed portion of the semiconductor chip 6C, thereby suppressing the occurrence of unfilled defects in the underfill resin 12 and the uppermost semiconductor chip. It is possible to suppress the occurrence of poor electrical connection due to the underfill resin 12 creeping up on the upper surface of 6D. After the underfill resin 12 is cured, a wire bonding process, a semiconductor chip 16 mounting process, an underfill resin sealing process between the semiconductor chip 16 and the chip stack 7, a molding resin 23 sealing process, and the like are performed. By doing so, the stacked semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is obtained. Also in this manufacturing example, the mounting process of the semiconductor chip 16 is a stacking process of the semiconductor chips 6A to 6D, and the underfill resin sealing process between the semiconductor chip 16 and the chip stack 7 is between the semiconductor chips 6A to 6D. The underfill resin sealing step may be performed at the same time.

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   In addition, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and at the same time included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…積層型半導体装置、2…配線基板、2a…第1の面、2b…第2の面、3…外部端子、4…内部端子、5…チップ搭載領域、6,6A〜6H…半導体チップ、7…チップ積層体、8…接着剤層、9…電極、10…貫通電極、11…バンプ電極、12…アンダーフィル樹脂、15…再配線層、23…封止樹脂層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stacked-type semiconductor device, 2 ... Wiring board, 2a ... 1st surface, 2b ... 2nd surface, 3 ... External terminal, 4 ... Internal terminal, 5 ... Chip mounting area, 6, 6A-6H ... Semiconductor chip , 7 ... chip laminated body, 8 ... adhesive layer, 9 ... electrode, 10 ... penetrating electrode, 11 ... bump electrode, 12 ... underfill resin, 15 ... rewiring layer, 23 ... sealing resin layer.

Claims (5)

外部端子を備える第1の面と、内部端子とチップ搭載領域とを備える第2の面とを有する配線基板と、
第1の電極を有する第1の半導体チップと、第2の電極と、前記第2の電極と電気的に接続された貫通電極とを有し、前記貫通電極を前記第1の電極と第1のバンプ電極を介して電気的に接続しつつ、前記第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップと、第3の電極と、前記第3の電極と電気的に接続された貫通電極とを有し、前記貫通電極を前記第2の電極と第2のバンプ電極を介して電気的に接続しつつ、前記第2の半導体チップ上に積層された第3の半導体チップと、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの隙間、および前記第2の半導体チップと前記第3の半導体チップとの隙間に充填されたアンダーフィル樹脂と、前記第1、第2および第3の半導体チップを封止するように、前記配線基板の前記第2の面上に設けられた封止樹脂層とを備え、前記配線基板の前記チップ搭載領域に配置されたチップ積層体とを具備し、
前記第1、第2および第3の半導体チップは同一の外形形状を有し、前記第1および第2の半導体チップは外形を揃えて配置されていると共に、前記第3の半導体チップは前記第2の半導体チップに対して外形をずらして配置されており、
前記第2の電極は、前記第2の半導体チップの前記第2の電極の形成面に設けられた再配線層、または前記第3の半導体チップの前記第3の電極の形成面とは反対側の面に設けられた再配線層と、前記第2のバンプ電極とを介して、前記第3の半導体チップ内に設けられた前記貫通電極と電気的に接続されており、
前記第3の半導体チップは、前記配線基板の前記内部端子と金属ワイヤまたはバンプ電極を介して電気的に接続されていることを特徴とする積層型半導体装置。
A wiring board having a first surface including external terminals and a second surface including internal terminals and a chip mounting region;
A first semiconductor chip having a first electrode; a second electrode; and a through electrode electrically connected to the second electrode. The through electrode is connected to the first electrode and the first electrode. The second semiconductor chip stacked on the first semiconductor chip, the third electrode, and the through-hole electrically connected to the third electrode while being electrically connected via the bump electrode A third semiconductor chip stacked on the second semiconductor chip while electrically connecting the through electrode via the second electrode and the second bump electrode; An underfill resin filled in a gap between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and a gap between the second semiconductor chip and the third semiconductor chip; and the first, second and second 3 of the wiring board so as to seal the semiconductor chip 3 And a sealing resin layer provided above, includes a chip stack disposed on the chip mounting region of the wiring board,
The first, second and third semiconductor chips have the same outer shape, the first and second semiconductor chips are arranged with the same outer shape, and the third semiconductor chip is the first semiconductor chip. The outer shape is shifted with respect to the semiconductor chip of 2,
The second electrode is a redistribution layer provided on the second electrode forming surface of the second semiconductor chip, or the opposite side of the third electrode forming surface of the third semiconductor chip. Electrically connected to the through electrode provided in the third semiconductor chip via the rewiring layer provided on the surface and the second bump electrode,
The stacked semiconductor device, wherein the third semiconductor chip is electrically connected to the internal terminal of the wiring board via a metal wire or a bump electrode.
第1の電極を有する第1の半導体チップと、
第2の電極と、前記第2の電極と電気的に接続された貫通電極とを有し、前記貫通電極を前記第1の電極と第1のバンプ電極を介して電気的に接続しつつ、前記第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップと、
第3の電極と、前記第3の電極と電気的に接続された貫通電極とを有し、前記貫通電極を前記第2の電極と第2のバンプ電極を介して電気的に接続しつつ、前記第2の半導体チップ上に積層された第3の半導体チップと、
前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの隙間、および前記第2の半導体チップと前記第3の半導体チップとの隙間に充填されたアンダーフィル樹脂とを備えるチップ積層体を具備し、
前記第1、第2および第3の半導体チップは同一の外形形状を有し、かつ前記第3の半導体チップは前記第2の半導体チップに対して外形をずらして配置されていることを特徴とする積層型半導体装置。
A first semiconductor chip having a first electrode;
Having a second electrode and a through electrode electrically connected to the second electrode, and electrically connecting the through electrode via the first electrode and the first bump electrode, A second semiconductor chip stacked on the first semiconductor chip;
Having a third electrode and a through electrode electrically connected to the third electrode, and electrically connecting the through electrode via the second electrode and the second bump electrode, A third semiconductor chip stacked on the second semiconductor chip;
A chip stack including an underfill resin filled in a gap between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and a gap between the second semiconductor chip and the third semiconductor chip; ,
The first, second, and third semiconductor chips have the same outer shape, and the third semiconductor chip is arranged with the outer shape shifted from the second semiconductor chip. A stacked semiconductor device.
請求項2記載の積層型半導体装置において、
前記第2の電極は、前記第2の半導体チップの前記第2の電極の形成面に設けられた再配線層、または前記第3の半導体チップの前記第3の電極の形成面とは反対側の面に設けられた再配線層と、前記第2のバンプ電極とを介して、前記第3の半導体チップ内に設けられた前記貫通電極と電気的に接続されていることを特徴とする積層型半導体装置。
The stacked semiconductor device according to claim 2,
The second electrode is a redistribution layer provided on the second electrode formation surface of the second semiconductor chip, or the opposite side of the third electrode formation surface of the third semiconductor chip. And a through-electrode provided in the third semiconductor chip via a rewiring layer provided on the surface and the second bump electrode. Type semiconductor device.
請求項2または請求項3記載の積層型半導体装置において、
さらに、外部端子を備える第1の面と、内部端子とチップ搭載領域とを備える第2の面とを有する配線基板を具備し、
前記チップ積層体は、前記第1の半導体チップが前記配線基板側に位置するように、前記配線基板の前記チップ搭載領域上に配置されており、
前記第3の半導体チップは、前記配線基板の前記内部端子と金属ワイヤを介して電気的に接続されていることを特徴とする積層型半導体装置。
The stacked semiconductor device according to claim 2 or 3,
And a wiring board having a first surface including external terminals and a second surface including internal terminals and a chip mounting region.
The chip stack is disposed on the chip mounting region of the wiring board such that the first semiconductor chip is located on the wiring board side,
The stacked semiconductor device, wherein the third semiconductor chip is electrically connected to the internal terminal of the wiring board via a metal wire.
請求項2または請求項3記載の積層型半導体装置において、
さらに、外部端子を備える第1の面と、内部端子とチップ搭載領域とを備える第2の面とを有する配線基板を具備し、
前記チップ積層体は、前記第3の半導体チップが前記配線基板側に位置するように、前記配線基板の前記チップ搭載領域上に配置されており、
前記第3の半導体チップは、前記配線基板の前記内部端子とバンプ電極を介して電気的に接続されていることを特徴とする積層型半導体装置。
The stacked semiconductor device according to claim 2 or 3,
And a wiring board having a first surface including external terminals and a second surface including internal terminals and a chip mounting region.
The chip stack is disposed on the chip mounting region of the wiring board such that the third semiconductor chip is positioned on the wiring board side;
The stacked semiconductor device, wherein the third semiconductor chip is electrically connected to the internal terminal of the wiring board via a bump electrode.
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