半导体器件制造技术

本发明专利技术提供了半导体器件１，其包括其上安装有第一半导体芯片２的第一基板３，其上安装有第二半导体芯片５的第二基板５，和与第一基板３和第二基板５电连接的连接部件６。第一基板３具有叠层３１Ａ和３１Ｂ，在每一个叠层中，含有树脂的绝缘层３１１和导体互连层３１２，３１３交替层叠，导体互连层３１２通过形成于绝缘层３１１的通孔中的导电层３１４被连接。第二基板５也具有叠层３１Ａ和３１Ｂ。在第一基板３和第二基板５中的至少之一的叠层的至少一个绝缘层３１１，２５℃至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板面内方向的平均热膨胀系数是３５ｐｐｍ／℃或更少，且２５℃至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是３５ｐｐｍ／℃或更少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件，特别是其上层叠着多个半导体芯片的半导 体器件。继甚始查 胃眾议不0002]随着近年来对功能更先进、更轻质和结构更复杂的电气器件的需求, 正推行电子元件的致密集成和电子部件的致密安装。因此，上面设置包 括半导体封装件的电子部件基板也变得高度微型化。作为一个实现高密度安装的半导体器件,提出了具有层叠封装(POP)结构的半导体器件，该器件中第一半导体芯片安装在基板上，第二半导 体芯片安装在第一半导体芯片上(专利文献l)。C专利文献i.日本特开平H07-183426号公报
技术实现思路
专利技术解决的技术问题 在这种情况下，优选所述叠层的绝缘层中的至少一层包括氰酸酯树 脂。特别的，优选氰酸酯树脂为线性酚醛型氰酸酯树脂(novdac type cyanate resin)。因此，能够确保减少沿绝缘层的基板面内方向的热膨胀系数以及沿 基板厚度方向的热膨胀系数。00阔此外，优选所述第一基板和所述第二基板中的至少一个基板具有芯 层，其中，在绝缘层内部形成带有导电层的通孔，且通孔中的所述导电 层连接到所述叠层的所述导体连接层，在251C至其玻璃化转变温度的温 度范围内，所述芯层的所述绝缘层沿基板面内方向的平均热膨胀系数是 12ppm/1C或更j,在25C至其玻璃化转变温度的温度范围内，所述芯层 的所述绝缘层沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是20ppm/C或更少。特别地，优选所述芯层的所述绝缘层在251C至其玻璃化转变温度的 温度范围内沿基板面内方向的平均热膨胀系数是8ppm/t)或更少。因此，能够进一步确保减少第一基板或第二基板中至少一个的翘曲。0010此外，优选所述芯层的所述绝缘层的树脂包括氰酸酯树脂，更优选 为线性酚醛型氰酸酯树脂。此外，优选所述第一基板的叠层的所有绝缘层的树脂和所述第二基 板的叠层的所有绝缘层的树脂包含氰酸酯树脂，更优选为线性酚醛型氰 酸酯树脂。通过这样设置，能够确定地减少第一基板和第二基板的翘曲。 更进一步，所述第一-基板的叠层的所有绝缘层以及所述第二基板的叠层的所有绝缘层，在25'C至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板8面内方向的平均热膨胀系数是30ppm/1C或更少，沿基板厚度方向从251C 到玻璃化转变温度的平均热膨胀系数是30ppm/1C或更少，且所述第一基 板的叠层的所有绝缘层以及所述第二基板的叠层的所有绝缘层可包括氰 酸酯树脂，特别是线性酚醛型氰酸酯树脂。 此外，优选设置一对叠层使其将所述芯层夹在中间，且对于所述芯 层处于基本对称位置的所述叠层的绝缘层的热膨胀系数几乎相等。通过如上，以基本对称的位置将芯层夹在中间的叠层的绝缘层的热 膨胀系数几乎相等，芯层上下两侧的绝缘层出现对称的翘曲。因此，能 够控制整个基板中发生的翘曲。在这里，叠层的绝缘层的热膨胀系数几乎相等意指以基本对称的位置将芯层夹在中间的绝缘层之间的热膨胀系数的差值是0或 5ppm/1C或更少。 下面将参照附图更详细地说明本专利技术的一个实施方式。 首先，参照附图说明图1一5，描述本实施方式的半导体器件l的概要。 本实施方式的半导体器件1包括其上安装有第一半导体芯片2的第 一基板3，其上安装有第二半导体芯片4的第二基板5,以及与第一基板 3的正面和第二基板5的背面连接使第一基板3和第二基板5电连接的连 接部件6。第一基板3含有叠层31A和31B,在31A和31B中，含有树脂的绝 缘层311、导体互连层312和导体互连接层313交替层叠，各导体互连层 312、 313通过形成于绝缘层311中的孔(通孔(贯通孔))中的导电层 314连接。进一步，第二基板5含有叠层31A和31B,在31A和31B中，含有 树脂的绝缘层311、导体互连层312和导体互连层3B交替层叠，各导体 互连层312、 313通过形成于绝缘层311的孔(通孔(贯通孔))中的导 电层314连接。在第一基板3和第二基板5中的至少一个基板的叠层的绝缘层311 中，至少一个绝缘层311在251C至其玻璃化转变温度的温度范围内沿基 板面内方向的平均热膨胀系数是35ppm/1C或更少，优选为30ppm/1C或更 少，25t:至其玻璃化转变温度的温度范围内沿基板厚度方向的平均热膨 胀系数是35ppm/'C或更少，优选为30ppm/t或更少。,9]下面，将详细地描述半导体器件1的结构。第一基板.首先，插述第一基板3。第一基板3是表面安装有第一半导体芯片2的基板。如图3所示，第一基板3设置有芯层32和一对叠层31A、 31B，所述叠层将芯层32夹在中间。ii叠层31A设置在芯层32的正面，其中包含树脂的绝缘层311和导体 互连层312交替层叠。在本实施方式中，在叠层31A中，交替层叠了多层(例如，3层) 绝缘层以及多层(例如，4层)导体互连层312。此外，环氧树脂、苯氧树脂等可以加入到氰酸酯树脂中。作为环氧 树脂，优选含有联苯亚烷基骨架的环氧树脂。 本实施方式中，各绝缘层3U由相同材料构成，且251C至其玻璃化 转变温度的温度范围内，各绝缘层311沿基板面内方向的平均热膨胀系 数是35ppm/lC或更少，优选30ppm/1C或更少，且沿基板厚度方向的平均 热膨胀系数是35ppm/t:或更少，优选30ppm/1C或更少。在这S， WC室其玻璃化转变温度的温度范围内，绝缘层311沿基 板面内方向的平均热膨胀系数特别优选为20ppm/lC或更少，沿基板厚度 方向的平均热膨胀系数特别优选为20ppm/lC或更少。此外，251C至其玻璃化转变温度的温度范围内，绝缘层311沿基板 面内方向的平均热膨胀系数优选为3 ppm/iC或更多，沿基板厚度方向的 平均热膨胀系数优选为3 ppm/iC或更多。在本实施方式中，各绝缘层311沿基板面内方向的平均热膨胀系数 和沿基板厚度方向的平均热膨胀系数基本相同。另外，绝缘层311的平均热膨胀系錄可以通过以下方法测量。从构成绝缘层311的树脂组合物膜切下5mmx5mm大小的样本，并 且使用TMA (产自TA Instrument)将样本加热，使温度以5卩/分钟的升 温速度从室温(25'C)升高的同时，测量沿样本厚度方向和沿样本面内 方向的位移量，以及计算沿样本厚度方向和沿样本面内方向的热膨胀系 数。并且，计算25TC至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿样本厚度方 向和沿样本面内方向的热膨胀系数。〖0026此外，绝缘层311优选具有高玻璃化转变温度。例如，绝缘层311 的玻璃化转变温度优选是160'C或更高，进一步优选是80€或更高。进 --步优选是30010或更低。绝缘层311的玻璃化转变温度Tg依照ISO-l 1359-2进行测量。从构 成绝缘层311的树脂组合物膜切下5mmx5mm大小的样本，将TMA装置 (产自TAInstoimeiit)的探针放在样本上，将样本加热使温度以5t:/分 钟的升温速度从室温(251C)升高的同时，测量沿样本厚度方向的位移 量。获取玻璃化转变温度之前和之后表示样本厚度方向位移量随温度变 化的关系的曲线的切线，从切线的交点计算出玻璃化转变温度。优选含纤维基材的层所用的纤维基材选自玻璃纤维基材和有机纤维 基材。通过将上述纤维基材设置在树脂层间，能够阻止第一基板的翘曲。 作为纤维基材，可以使用玻璃布(本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体器件，其包括：　第一基板，其上安装有第一半导体芯片；　第二基板，其上安装有第二半导体芯片；以及　连接部件，其与所述第一基板的正面以及所述第二基板的背面连接，使所述第一基板与所述第二基板电连接；其中　所述第一基板具有叠层，在该叠层中含有树脂的绝缘层和导体互连层交替层叠，且所述的每个导体互连层是通过设置在所述绝缘层的孔内的导电层而连接，　所述第二基板具有叠层，在该叠层中含有树脂的绝缘层和导体互连层交替层叠，且所述的每个导体互连层是通过设置在所述绝缘层的孔中的导电层而连接，且　第一基板和第二基板的至少一个基板的叠层中的绝缘层中至少一个绝缘层在２５℃至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板面内方向的平均热膨胀系数是３０ｐｐｍ／℃或更少，２５℃至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是３０ｐｐｍ／℃或更少。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-5-19 139712/20061. 半导体器件，其包括第一基板，其上安装有第一半导体芯片；第二基板，其上安装有第二半导体芯片；以及连接部件，其与所述第一基板的正面以及所述第二基板的背面连接，使所述第一基板与所述第二基板电连接；其中所述第一基板具有叠层，在该叠层中含有树脂的绝缘层和导体互连层交替层叠，且所述的每个导体互连层是通过设置在所述绝缘层的孔内的导电层而连接，所述第二基板具有叠层，在该叠层中含有树脂的绝缘层和导体互连层交替层叠，且所述的每个导体互连层是通过设置在所述绝缘层的孔中的导电层而连接，且第一基板和第二基板的至少一个基板的叠层中的绝缘层中至少一个绝缘层在25℃至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板面内方向的平均热膨胀系数是30ppm/℃或更少，25℃至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是30ppm/℃或更少。2、 根据权利要求1所述的半导体器件，其中在251C至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板面内方向的平均 热膨胀系数是30ppm/1C或更少，且251C至其玻璃化转变温度的温度范围 内，沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是30ppmTC或更少的绝缘层含有 氰酸酯树脂。3、 根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述氰酸酯树脂是线性 酚醛型氰酸酯树脂。4、 根据权利要求l一3中任意一项所述的半导体器件，其中所述第 一基板和所述第二基板中的至少一个基板具有芯层，在绝缘层内部形成 设置有导体层的通孔，且在通孔中的所述导体层与所述叠层的导体互连 层连接，且在25'C至其玻璃化转变温度的温度范围内，所述芯层的所述绝缘层 沿基板面内方向的平均热膨胀系数是12ppm/t:或更少，且251C至其玻璃 化转变溫度的温度范围内，所述芯层的所述绝缘层沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是20ppm/'C或更少。5、 根据权利要求4所述的半导体器件，其中在25'C至其玻璃化转变 温度的温度范围内，所述芯层的所述绝缘层沿基板面内方向的平均热膨 胀系数是8ppm/1C或更少。6、 根据权利要求4或5所述的半导体器件，其中所述芯层的所述绝 缘层的树脂包括氰酸酯树脂。7、 根据权利要求6所述的半导体器件，其中所述氰酸酯树脂为线性 酚醛型氰酸酯树脂。8、 根据权利要求6或7所述的半导体器件，其中所述第一基板的叠层的所有绝缘层以及所述第二基板的叠层的所有 绝缘层，在25'C至其玻璃化转变温度的温度范围内，沿基板面内方向的 平均热膨胀系数是30ppm/1C或更少，且251C至其玻璃化转变温度的温度 范围内，沿基板厚度方向的平均热膨胀系数是30ppm/C或更少，且所述第一基板的叠层的所有绝缘层以及所述第二基板的叠层的所有 绝缘层含有氰酸酯树脂。9、 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉野光生，桂山悟，山下浩行，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]