半導体装置及び半導体装置の製造方法
【課題】 複数の半導体チップが積層して配置された半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、下段側の半導体チップに接続されたワイヤが変形しにくく、且つ薄型に構成することのできる半導体装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 半導体装置は、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６と、第１及び第２の半導体チップを基板１２に電気的に接続するワイヤ２６，２８とからなり、第２の半導体チップ１６は、第１の接着層３８と第２の接着層４０とを含み、その界面に微細な凹凸構造４２が一様に形成された絶縁性接着層３６により第１の半導体チップ１４に固定され、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込んでいる構成とする。
【解決手段】 半導体装置は、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６と、第１及び第２の半導体チップを基板１２に電気的に接続するワイヤ２６，２８とからなり、第２の半導体チップ１６は、第１の接着層３８と第２の接着層４０とを含み、その界面に微細な凹凸構造４２が一様に形成された絶縁性接着層３６により第１の半導体チップ１４に固定され、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込んでいる構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤボンディングされた複数の半導体チップを積層配置して封止した構造の半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、ボンディングされたワイヤのループ上に半導体チップが配置されるように構成された半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の発達に伴い、電子機器に使用される半導体装置には、小型化、薄型化、多機能化、高性能化、高密度化、低コスト化がますます要求されている。このような要求に対処するべく、複数の半導体チップを積層配置してなる三次元構造の半導体装置が実用化されている。このような半導体装置はスタックドパッケージと呼ばれる。
【０００３】
半導体装置は、半導体チップをチップ搭載部材（例えば、基板やリードフレーム）に搭載して構成される。半導体チップとチップ搭載部材とを電気的に接続するために、ワイヤボンディング法が低コストな接続方法として広く用いられており、スタックドパッケージにおいてもワイヤボンディング法が採用されている。例えばチップ搭載部材として基板が使用されるスタックドパッケージにおいては、第１の半導体チップを絶縁性接着層（接着剤）により基板に接着、固定し、第１の半導体チップを第１のワイヤにより基板に電気的に接続した後、第２の半導体チップを前に搭載した第１の半導体チップに積層して配置し、第２の半導体チップを絶縁性接着層（接着剤）により第１の半導体チップに接着、固定する。それから、第２の半導体チップを第２のワイヤにより基板に電気的に接続し、第１及び第２の半導体チップ及び第１及び第２のワイヤを封止樹脂により封止する。
【０００４】
第２の半導体チップを第１の半導体チップに固着する絶縁性接着層は一般にエポキシ系樹脂等からなる接着剤が使用され、この接着剤は、液状の絶縁性接着層、又はフィルム状の絶縁性接着層として使用される。フィルム状の絶縁性接着層は、作業性及び生産性の点で有利なことが多いので、多く用いられている。例えば、フィルム状の絶縁性接着層を予め半導体ウエハの非回路面に貼り合わせておくと、フィルム状の絶縁性接着層をウエハレベルで一括処理することが可能であり、また、これによりダイシングされた個々の半導体チップに均一な量の接着剤が付与される。
【０００５】
このようなワイヤボンディング接続を用いたスタックドパッケージにおいては、下段側の第１の半導体チップが上段側の第２の半導体チップよりも大きく、第１の半導体チップの電極パッドが第２の半導体チップよりも外側の領域に設けられているようにすると、第１のワイヤが第２の半導体チップに接触しないようにワイヤボンディングすることができる。しかし、積層する半導体チップの組み合わせによっては、同じ大きさの第１の半導体チップと第２の半導体チップが積層して配置され、第１のワイヤが第２の半導体チップの底面に接触する可能性がある。そこで、第１のワイヤが第２の半導体チップの底面に接触しないようにするために、第１のワイヤを第２の半導体チップを第１の半導体チップに固着する絶縁性接着層内に入り込ませる（埋め込む）ようにした提案がある（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
【０００６】
特許文献１では、上段の第２の半導体チップの裏面を下段の第１の半導体チップの表面に絶縁性接着層を用いて固着する際に、絶縁性接着層の厚みが第１の半導体チップに接続された第１のワイヤのループトップ（最上部）より高くなるように厚く設定する。この方法では、絶縁性接着層を第１の半導体チップ上に供給した後に第２の半導体チップを載置して、絶縁性接着層を加熱硬化させる。絶縁性接着層は液状のものでもフィルム状のものでもよい。
【０００７】
この場合の問題点は、第１のワイヤのループを変形させないように第１及び第２の半導体チップ間の距離を絶縁性接着層で保つようにしているため、絶縁性接着層の厚みが大きくなり、積層する第２の半導体チップの位置が高くなり、半導体装置全体を薄型化することが困難である。また、絶縁性接着層の厚さの制御が困難であり、第１の半導体チップと第２の半導体チップの平行度を制御することも困難である。
【０００８】
特許文献２では、第２の半導体チップと、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤとの間にポリイミド系の絶縁性樹脂層を介在させている。具体的には、予め第２の半導体チップの裏面に、離間作用を目的としたポリイミド系の絶縁性樹脂膜のような１００℃〜２００℃での塑性変形が少ない樹脂層と、接着作用を目的としたエポキシ系樹脂等の加熱により流動性が高まるような樹脂層とからなる２層構造のフィルム状ダイボンド材を貼りつけておき、これにより、第２の半導体チップを第１の半導体チップに搭載する際に、第１のワイヤが流動性の高い樹脂層に入り込み、塑性変形が少ない樹脂層に当接して、第２の半導体チップの裏面が第１のワイヤに接触することを防止する。
【０００９】
この場合の問題点は、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤのループが、上記２層構造からなるダイボンド材に押しつけられることである。なお、第１のワイヤのループを流動性の高い樹脂層に埋め込ませるために加熱しながら積層搭載が行われる。従って、加熱により流動性の高い樹脂層の流動性が十分に高まっている場合には、第１のワイヤのループがその樹脂層に押しつけられても、第１のワイヤのループの変形はわずかである。しかし、第１のワイヤのループがその樹脂層を越えて離間層である塑性変形の少ない樹脂層に到達した場合には、塑性変形の少ない樹脂層は固いために第１のワイヤのループが変形しやすい。
【００１０】
また、流動性の高い樹脂層の流動性が十分でない場合には、第１のワイヤのループがその樹脂層に押しつけられ、それに入り込んでいく際に、第１のワイヤに応力が加わり、第１のワイヤが変形しやすい。第１のワイヤの変形が生じると、隣接する第１のワイヤとの間でショートが生じる。とりわけ、第１の半導体チップの電極パッドのピッチが微細になった場合や、電極パッドの位置が第１の半導体チップの中央部に配置されているような場合には、第１のワイヤのショートの問題が生じやすい。
【００１１】
特許文献３でも、第２の半導体チップと第１の半導体チップとをダイボンド材により接着する際に、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤがダイボンド材の一部に入り込むように構成されている。第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に、ダイボンド材への第１のワイヤの埋め込みが十分可能になるようにダイボンド材の粘度を低下させる工程を含む。
【００１２】
また、第２の半導体チップの積層搭載に用いるダイボンド材は、加熱時の粘度が異なる複数の接着層からなるフィルム状の接着剤であり、第１の半導体チップと接触する側の接着層が低粘度であるように配置される。ダイボンド材は予め第２の半導体チップの裏面側に貼り付けられる。
【００１３】
この場合の問題点は、上記特許文献２の場合と同様に、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に、第１のワイヤが変形し、隣接する第１のワイヤとの間でのショートが発生しやすいことである。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−６０６５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２９１３号公報
【特許文献３】特開２００４−７２００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、複数の半導体チップが積層して配置され、下段側の半導体チップに接続されたワイヤが変形しにくく、且つ薄型に構成することのできる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による半導体装置は、チップ搭載部材に搭載された第１の半導体チップと、該第１の半導体チップ上に積層して配置された第２の半導体チップとを含む半導体装置において、該第１の半導体チップと該第２の半導体チップとの間には重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなる絶縁性接着層が配設され、該第１の接着層と該第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されている、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絶縁性接着層は互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなるので、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際には、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤが第１の接着層に入り込み、第２の接着層には入り込みにくくなっている。さらに、第１の接着層と第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されているので、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に第１の半導体チップに接続されたワイヤが押しつけられてループが低くなるように変形しても、この微細な凹凸構造はワイヤに係合してワイヤが横にずれるのを防止し、隣接するワイヤとワイヤとの間でショートが生じることがなくなる。従って、第１の接着層の厚みがそれほど厚くなくてもよく、半導体装置全体を薄型化することができる。また、第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの自由度が高い積層型半導体装置を得ることができる。
【００１８】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、
第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなり、該第１の接着層と該第２の接着層の界面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層の該第２の接着層が固着されている第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し、且つ該第１のワイヤの一部が該絶縁性接着層の該第１の接着層に入り込むように絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着し、該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する
ことを特徴とする。
【００１９】
この半導体装置の製造方法によれば、上記した特徴をもつ半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。半導体装置１０は、チップ搭載部材としての基板１２と、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６とからなる。
【００２１】
基板１２はボンディング端子１８，２０を有し、第１の半導体チップ１４は電極パッド２２を有し、第２の半導体チップ１６は電極パッド２４を有する。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とは第１のワイヤ２６によってボンディングされ、電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板２０のボンディング端子２０とは第２のワイヤ２８によってボンディングされ、電気的に接続されている。
【００２２】
さらに、半導体装置１０は、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止する封止樹脂３０を含む。基板１２の裏面側には外部接続端子としてのはんだボール３２が設けられている。基板１２は図示しない導体による回路を含み、はんだボール３２はその回路によってボンディング端子１８，２０に接続されている。
【００２３】
第１の半導体チップ１４は例えば主としてエポキシ樹脂系の接着剤からなる絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定されている。第２の半導体チップ１６は絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されている。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものである。第１の接着層３８は第１の半導体チップ１４側にあり、第２の接着層４０は第２の半導体チップ１６側にある。
【００２４】
第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。微細な凹凸構造４２は、凸部と凹部とが交互に一定のピッチで形成されたものであり、凸部と凸部との間のピッチ又は凹部と凹部との間のピッチは第１の半導体チップ１４の電極パッド２２のピッチと同じかそれよりも小さい。
【００２５】
図１６は第１のワイヤ２６が凹凸構造４２の凹部に嵌合した例を示す断面図である。この例では、微細な凹凸構造４２の凸部と凸部との間のピッチ又は凹部と凹部との間のピッチは、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２のピッチ（第１のワイヤ２６のピッチ）と同じである。
【００２６】
図１７は第１のワイヤ２６が凹凸構造４２の凹部に嵌合した他の例を示す断面図である。この例では、微細な凹凸構造４２の凸部と凸部との間のピッチ又は凹部と凹部との間のピッチは、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２のピッチ（すなわち第１のワイヤ２６のピッチ）より小さい。微細な凹凸構造４２の凸部又は凹部の数は第１の半導体チップ１４の電極パッド２２の数（第１のワイヤ２６の数）の整数倍（図１７では２倍）である。
【００２７】
図１において、第１のワイヤ２６は第１の接着層３８に入り込んでいる（埋め込まれている）。第１のワイヤ２６は第２の接着層４０の表面に接し、凹凸構造４２に嵌合している。第１のワイヤ２６は実質的に第２の接着層４０によって受け止められ、第２の半導体チップ１６の底面に接触しないようになっている。第１の接着層３８は比較的に軟らかく又は粘度の低い材料で形成され、第２の接着層４０は第１の接着層３８と比べて固く又は粘度の高い材料で形成される。
【００２８】
すなわち、第２の半導体チップ１６を絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定する際の加熱時において、第１の接着層３８は第１のワイヤ２６が第１の接着層３８に容易に入り込むことができる硬度又は粘度を有し、第２の接着層４０は第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に入り込めず、凹凸構造４２を維持できる硬度又は粘度を有し、塑性変形が少ない材料とする。
【００２９】
第１及び第２の接着層３８，４０はそれぞれフィルム状の樹脂接着層からなるのが好ましい。この場合、互いに接着されている第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６が貼りつけられている第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押圧することにより両者を接着、固定するのが作業効率上好ましい。この場合、第１の接着層３８が熱硬化型の接着剤からなるものとすれば、ハンドリングに好都合である。第１の接着層３８が十分な接着力をもつ樹脂からなるのが好ましい。
【００３０】
例えば、第１の接着層３８は主としてエポキシ樹脂、又はエポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合物からなる。第２の接着層４０はポリイミド樹脂、又はポリイミド樹脂とエポキシ樹脂の混合物からなる。第１及び第２の接着層３８，４０がともにエポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合物からなる場合には、エポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合比を変えることにより両者の物性を互いに異ならせることができる。エポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合物においてエポキシ樹脂の混合比が低い場合（例えば数％程度）には、その混合樹脂の常温での粘度は１００Ｐａ・ｓ程度であり、混合比が高い場合（例えば数１０％程度）には、その混合樹脂の常温での粘度は１００００Ｐａ・ｓ程度である。
【００３１】
第１の接着層３８は、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に搭載するときに７０〜２００℃程度に加熱した条件で、粘度が１０〜５０Ｐａ・ｓ程度に低下し、第１のワイヤ２６が第１の接着層３８に容易に入り込めるように流動性が高くなる材料にする。第２の接着層４０は、加熱した条件で粘度が１０００Ｐａ・ｓ程度以上あり、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に入り込めず、凹凸構造４２を維持できるように塑性変形が少ない材料にする。
【００３２】
また、第１及び第２の接着層３８，４０は、他の物質を混合したり、フィラーを入れたりして物性を調節することができる。第２の接着層４０は無機フィラーを高濃度に含有して高い硬度をもつようにすることができる。
【００３３】
第１の接着層３８は低粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層４０は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなるようにするのが好ましい。また、第１の接着層３８は熱硬化性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層４０は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなるようにしてもよい。熱硬化性樹脂を用いることで、接着強度を高める樹脂設計が容易となる。
【００３４】
このように、絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなるので、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層搭載する際には、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４に接続された第１のワイヤ２６が第１の接着層３８に入り込み、第２の接着層４０に達して第２の接着層４０によって押しつけられ、ループが低くなるように変形するが、微細な凹凸構造４２によって案内又は規制され、第１のワイヤ２６が横にずれるのが防止される。従って隣接する第１のワイヤ２６同士の間でショートが生じることを防止することができる。
【００３５】
図２４は凹凸構造４２がない場合に第１のワイヤ２６を押しつけるときに第１のワイヤ２６が変形する例を示す図である。図２４（Ａ）は矢印Ａで示されるように第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって移動しているところを示し、第１の半導体チップ１４の一側面から見た図に相当する。図２４（Ａ）においては、複数の第１のワイヤ２６がたがいに平行に並んでいる。第１のワイヤ２６は基板１２のボンディング端子１８から立ち上がり、ループを形成しながら図２４の紙面の向こう側に向かって延び、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２に接続される。
【００３６】
図２４（Ｂ）は第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４に向かって押圧され、第２の半導体チップ１６に固着されている絶縁性接着層３６の第１の接着層３８が第１の半導体チップ１４に達し、第１のワイヤ２６が軟らかい第１の接着層３８に入り込み、固い第２の接着層４０の表面に接触しているところを示す。第１のワイヤ２６は第２の接着層４０に押しつけられて、そのループの高さが低くなるように変形する。それによって、第１の接着層３８の厚みを薄くでき、半導体装置１０全体の薄型化が可能になる。しかし、第１のワイヤ２６は第２の接着層４０に押しつけられる際に第２の接着層４０に沿って横方向にずれるように変形することがある。すると、隣接する第１のワイヤ２６同士が互いに近寄るように変形し、互いに接触して、ショートが生じる可能性がある。
【００３７】
図２５は凹凸構造４２がある場合に第１のワイヤ２６を押しつけるときに第１のワイヤ２６が変形する例を示す図である。図２５（Ａ）は矢印Ａで示されるように第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって移動させているところを示し、第１の半導体チップ１４の一側面から見た図に相当する。図２５（Ａ）においては、複数の第１のワイヤ２６がたがいに平行に並んでいる。第１のワイヤ２６は基板１２のボンディング端子１８から立ち上がり、ループを形成しながら図２５の紙面の向こう側に向かって延び、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２に接続される。
【００３８】
図２５（Ｂ）は第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４に向かって押圧され、第２の半導体チップ１６に固着されている絶縁性接着層３６の第１の接着層３８が第１の半導体チップ１４に達し、第１のワイヤ２６が軟らかい第１の接着層３８に入り込み、固い第２の接着層４０の表面に接触しているところを示す。第１のワイヤ２６は第２の接着層４０に押しつけられて、そのループの高さが低くなるように変形する。それによって、第１の接着層３８の厚みを薄くでき、半導体装置１０全体の薄型化が可能になる。この場合には、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に押しつけられる際に第２の接着層４０に沿って横方向にずれるような力を受けても、第１のワイヤ２６は凹凸構造４２によって案内又は規制されているので、第２の接着層４０に沿って横方向にずれるように変形しない。
【００３９】
つまり、第１のワイヤ２６は凹凸構造４２に達した段階で凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは凹凸構造４２の凹部に嵌合し、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に押しつけられても第２の接着層４０に沿って横方向にずれることがない。従って、隣接する第１のワイヤ２６同士が互いに接触してショートが生じることがない。このように、第１の半導体チップ１４のボンディング端子１８は第２の半導体チップ１６に重なる領域に配置されることができ、第１の半導体チップ１４と第２の半導体チップ１６の組み合わせの自由度が高い積層型半導体装置を得ることができる。
【００４０】
図２は第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に固着する絶縁性接着層３６の例を示す断面図である。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものである。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。微細な凹凸構造４２は、第２の接着層４０側から見て、凸部４２Ｐと凹部４２Ｑを有する。凸部４２Ｐは台形状であり、凹部４２Ｑは円弧状である。凸部４２Ｐと凸部４２Ｐとの間のピッチ又は凹部４２Ｑと凹部４２Ｑとの間のピッチは一定である。
【００４１】
図３は絶縁性接着層３６の他の例を示す断面図である。この例では、凹凸構造４２の凸部４２Ｐ及び凹部４２Ｑは三角形状又は鋸歯状に形成されている。
【００４２】
図４は図２に示す絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の斜視図である。この凹凸構造４２は凸部４２Ｐと凹部４２Ｑとからなり、互いに平行に長く延びる。
【００４３】
図５は図３に示す絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の斜視図である。この凹凸構造４２は凸部４２Ｐと凹部４２Ｑとからなり、凸部４２Ｐ及び凹部４２Ｑはそれぞれ２斜面４２Ｒを有する鋸歯の頂部及び底部として形成される。凸部４２Ｐ及び凹部４２Ｑは互いに平行に長く延びる。
【００４４】
図６は絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の他の例を示す斜視図である。この凹凸構造４２は４斜面４２Ｒを有する四角錐の頂部を凸部４２Ｐとする形状のものであり、凹部４２Ｑは連続する四角錐の底部として直交する２方向に長く延びる。四角錐の頂部を通る断面をとると、図６の凹凸構造４２は図３の形状に相当する。
【００４５】
図７は絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の他の例を示す平面図である。この凹凸構造４２は格子状に形成されている。凸部４２Ｐは縦横に列状に不連続に配置された四角柱形状の突起であり、凹部４２Ｑは凸部４２Ｐのまわりに縦横の列状に連続して長く延びる。図７の凹凸構造４２は断面をとると、図２の形状に相当する。
【００４６】
図８は図７と同様に格子状に形成されている凹凸構造４２を示す。ただし図８の凸部４２Ｐは４つの三角柱形状の凸起４２Ｓの集合体として形成され、凹部４２Ｑは凸部４２Ｐのまわりに縦横の列状に連続して長く延びる。
【００４７】
図９は絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の他の例を示す平面図である。この凹凸構造４２では、凸部４２Ｐは円柱形状の突起である。凸部４２Ｐは縦方向に列状に連続に配置され、隣接する２つの縦方向の列では、凸部４２Ｐは半ピッチずらして配置される。凹部４２Ｑは凸部４２Ｐのまわりに形成される。
【００４８】
図２から図９を参照して種々の凹凸構造４２の例を示したが、本発明では、凹凸構造４２は図示した例に限定されることなく種々の形状に形成されることができる。ただし、凸部４２Ｐの形状が図３及び図６に示されるように斜面の頂部として形成されていると、第１のワイヤ２６をその斜面に沿って凹部４２Ｑに誘導しやすい。凸部４２Ｐと凹部４２Ｑの間の高さの差は、例えば第１のワイヤ２６の直径が２５μｍの場合に、５〜３０μｍ程度であるのが好ましい。
【００４９】
図１０及び図１１は図１の半導体装置１０の変形例を示す断面図である。図１０及び図１１の半導体装置１０は、図１の半導体装置１０と同様に、チップ搭載部材としての基板１２と、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６とからなる。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とは第１のワイヤ２６によって電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板２０のボンディング端子２０とは第２のワイヤ２８によって電気的に接続されている。さらに、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８は封止樹脂３０によって封止されている。基板１２の裏面側には外部接続端子としてのはんだボール３２が設けられている。
【００５０】
第１の半導体チップ１４は絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定され、第２の半導体チップ１６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されている。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が形成されている。そして、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込み、凹凸構造４２に接している。
【００５１】
図１０においては、第１の接着層３８と第２の接着層４０とは第１及び第２の半導体チップ１４，１６と同様の形状に形成され、凹凸構造４２は第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面の一部の第１の半導体チップ１４の電極パッド２２を覆う領域にのみ形成されている。従って、第１のワイヤ２６は第１の接着層３８と第２の接着層４０の界面の凹凸構造４２に達した段階で凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。従って、図１０の半導体装置１０の作用は、図１の半導体装置１０の作用と同様である。
【００５２】
図１１においては、第１の接着層３８は第１の半導体チップ１４と同様の形状に形成され、第２の接着層４０は第１の半導体チップ１４の周辺部、すなわち第１の半導体チップ１４の電極パッド２２を覆う領域に相当する環状の形状に形成されている。凹凸構造４２は第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面に形成されている。従って、第１のワイヤ２６は第１の接着層３８と第２の接着層４０の界面の凹凸構造４２に達した段階で凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。従って、図１１の半導体装置１０の作用は、図１の半導体装置１０の作用と同様である。
【００５３】
図１２は第１の半導体チップと第２の半導体チップの重ね合わせの例を示す平面透視図である。図１５は図１２の矢印ＸＶから見た半導体装置の側面図である。図１２及び図１５において、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４よりも大きい。第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４に接続され、第２のワイヤ２８が第２の半導体チップ１６に接続される。このように、本発明によれば、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４と同じ大きさの場合だけでなく、上段側の第２の半導体チップ１６が下段側の第１の半導体チップ１４よりも大きい場合にも、スタックドパッケージタイプの半導体装置を構成することができる。
【００５４】
図１３は第１の半導体チップ１４と第２の半導体チップ１６の重ね合わせの例を示す平面透視図である。図面の上下方向で見ると、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４よりも大きく、図面の横方向で見ると、第１の半導体チップ１４が第２の半導体チップ１６よりも大きい。第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４に接続され、第２のワイヤ２８が第２の半導体チップ１６に接続される。第１の半導体チップ１４はセンターパッドのタイプのものである。
【００５５】
図１８は電極パッド２２が中央部に列状に配置されているセンターパッドのタイプの第１の半導体チップ１４の例を示す平面図である。図１３の第１のワイヤ２６は図１８の電極パッド２２に接続される。センターパッドのタイプの第１の半導体チップ１４の場合、第１のワイヤ２６の長さが長くなり、その分だけ変形しやすいので、ショートが発生しやすい。従って、２層構造の絶縁性接着層３６に凹凸構造４２を採用することにより、第１のワイヤ２６のずれを抑制し、ショートの発生を防止することができる。
【００５６】
図１４は第１の半導体チップ１４と第２の半導体チップ１６の重ね合わせの例を示す平面透視図である。図面の上下方向で見て、第１の半導体チップ１４が第２の半導体チップ１６よりも大きく、図面の横方向で見て、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４よりも大きい。第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４に接続され、第２のワイヤ２８が第２の半導体チップ１６に接続される。第１のワイヤ２６及び第２のワイヤ２８は千鳥状に列状に配置されている。
【００５７】
図１９は電極パッド２２が千鳥状に列状に配置されている第１の半導体チップ１４の例を示す平面図である。電極パッド２２は半導体チップの各辺に沿って２列に配置され、１列目の電極パッド２２と２列目の電極パッド２２とが互いに半ピッチずらされている。図１９においては、電極パッド２２は半導体チップの４辺に設けられている。図１４の第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４の２辺に沿って配置されているので、図１４の第１の半導体チップ１４は図１９の第１の半導体チップ１４において電極パッド２２が２辺に沿って設けられているものに相当する。
【００５８】
図２０は半導体チップの電極パッド２２が列をなして配置され、かつ第１のワイヤ２６が千鳥配置となるように電極パッド２２にボンディングされている第１の半導体チップ１４の例を示す平面図である。つまり、電極パッド２２は一列に配置されているが、第１のワイヤ２６の電極パッド２２への接続位置が千鳥配置となっている。図１９及び図２０の千鳥配置を採用した半導体チップの場合、第１のワイヤ２６のピッチが微細になり、第１のワイヤ２６の変形時にショートが発生しやすいが、凹凸構造４２を採用することにより、第１のワイヤ２６のずれを抑制し、ショートの発生を防止することができる。なお、図１８，１９，２０の配置はあらゆる半導体チップに採用することができる。
【００５９】
図２１は半導体装置の変形例を示す断面図である。この例では、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に固着する絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものである。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。この例においては、第１の接着層３８に無機フィラー４４が混合されている。無機フィラー４４は第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に押圧するときに第１の接着層３８の厚さを一定にするスペーサの作用をする。
【００６０】
図２２は半導体装置の変形例を示す断面図である。半導体装置１０は、チップ搭載部材としての基板１２と、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６と、第２の半導体チップ１６に積層して配置された第３の半導体チップ４６とからなる。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とは第１のワイヤ２６によって電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板２０のボンディング端子２０とは第２のワイヤ２８によって電気的に接続されている。第３の半導体チップ４６の電極パッド４８と基板２０のボンディング端子５０とは第３のワイヤ５２によって電気的に接続されている。第１の半導体チップ１４はセンターパッドタイプのものである。
【００６１】
第１、第２及び第３の半導体チップ１４，１６，４６及び第１、第２及び第３のワイヤ２６，２８，５２は封止樹脂３０によって封止されている。基板１２の裏面側には外部接続端子としてのはんだボール３２が設けられている。さらに、第１の半導体チップ１４は絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定され、第２の半導体チップ１６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定され、第３の半導体チップ４６は絶縁性接着層５４によって第２の半導体チップ１６に接着、固定されている。絶縁性接着層５４は絶縁性接着層３６と同様に物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものであり、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。このように、本発明では、２つの半導体チップを積層するばかりでなく、３つ以上の半導体チップを積層することができる。
【００６２】
さらに、第１及び第２の半導体チップ１４，１６の表面には絶縁性樹脂からなるカバー膜５６，５８が設けられている。図２３は図２２の半導体チップを示す平面図である。図２３（Ａ）は第１の半導体チップ１４の表面に設けられたカバー膜５６を示す。図２３（Ｂ）は第２の半導体チップ１６の表面に設けられたカバー膜５８を示す。カバー膜５６，５８はそれぞれ第１及び第２の半導体チップ１４，１６の電極パッド２２，２４が設けられている面の少なくとも電極パッド２２，２４から半導体チップ１４，１６の外周端までの領域に設けられている。カバー膜５６，５８は第１及び第２のワイヤ２６，２８を押しつけたときに第１及び第２のワイヤ２６，２８が第１及び第２の半導体チップ１４，１６の表面に直接に接触しないようにするために設けられている。
【００６３】
図２６は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。図２６（Ａ），（Ｂ）において、第１の半導体チップ１４をチップ搭載部材としての基板１２に搭載する。第１の半導体チップ１４は上面に回路及び電極パッド２２を有し、基板１２はボンディング端子１８，２０を有する。第１の半導体チップ１４の下面（非回路面）にはフィルム状の絶縁性接着層３４が固着されており、基板１２を加熱しながら矢印で示されるように第１の半導体チップ１４を基板１２に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４を絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定する。それから、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とを第１のワイヤ２６によってワイヤボンディングする。なお、接着に際して、基板１２を加熱する代わりに、第１の半導体チップ１４を加熱してもよい。
【００６４】
図２６（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）において、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層して配置し、搭載する。第２の半導体チップ１６は上面に回路及び電極パッド２４を有し、第２の半導体チップ１６の下面（非回路面）には絶縁性接着層３６が固着されている。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。絶縁性接着層３６の詳細な構造は例えば図１から図９に示されているものに相当する。
【００６５】
図２６（Ｃ）に示す状態においては、絶縁性接着層３６の第２の接着層４０が第２の半導体チップ１６に固着されており、絶縁性接着層３６の第１の接着層３８は第２の接着層４０に重ね合わせられて固着された状態で第１の半導体チップ１４に対面している。
第２の半導体チップ１６を加熱しながら矢印で示されるように第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつけることにより、第２の半導体チップ１６を絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定する。絶縁性接着層３６の第１の接着層３８は、例えば、加熱により第２の接着層４０よりも粘度が低くなり、７０〜２００℃程度に加熱することで１０〜５０Ｐａ・ｓ程度の粘度となる。そこで、第１の半導体チップ１４にボンディングされている第１のワイヤ２６の少なくとも一部が第１の接着層３８に容易に入り込む。第１のワイヤ２６の少なくとも一部は第１の接着層３８に入り込むが、第２の接着層４０には入り込まず、上記したように、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面の微細な凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。これによって、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０によって押しつけられるにもかかわらず、第１のワイヤ２６の位置ずれが防止され、ショートの発生が防止される。なお、接着に際して、第２の半導体チップ１６を加熱する代りに、基板１２をホットプレート等で加熱することで、第１の半導体チップ１４および第１のワイヤ２６を加熱しておいてもよい。
【００６６】
その後、図２６（Ｆ）に示されるように、第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板１２のボンディング端子２０とを第２のワイヤ２８によってワイヤボンディングする。それから、図２６（Ｇ）に示されるように、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止樹脂３０によってモールディングし、樹脂封止を行う。それから、図２６（Ｈ）に示されるように、基板１２の裏面側に外部接続端子としてのはんだボール３２を形成する。
【００６７】
このようにして、第１の半導体チップ１４が絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定され、第２の半導体チップ１６が物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されてなる半導体装置１０が形成される。
【００６８】
図２７は図２６（Ｃ）の絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る例を示す図である。図２７（Ａ）において、絶縁性接着層３６の第２の接着層４０となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）４０Ｆを準備する。シート状接着剤４０Ｆは第２の半導体チップ１６の面積よりも大きく、図２７（Ｅ）で示す半導体ウエハ６０に相当する面積を有する。
【００６９】
図２７（Ｂ）において、シート状接着剤４０Ｆに凹凸パターン４２Ｐを形成する。凹凸パターン４２Ｐの形成は、型押し法、エッチング、および機械加工（レーザー加工やブレードによる加工）などの種々の方法で実施することができる。図２７（Ｃ），（Ｄ）において、凹凸パターン４２Ｐを有するシート状接着剤４０Ｆに、絶縁性接着層３６の第１の接着層３８となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）３８Ｆを貼り合わせる。この場合にも、シート状接着剤３８Ｆは半導体ウエハ６０に相当する面積を有する。こうして、シート状接着剤３８Ｆとシート状接着剤４０Ｆとからなるシート状絶縁性接着層３６Ｆが形成される。凹凸パターン４２Ｐはシート状接着剤４０Ｆとシート状接着剤３８Ｆとの間の界面に設けられた凹凸構造４２となる。
【００７０】
図２７（Ｅ）において、シート状絶縁性接着層３６Ｆを半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。この場合、シート状接着剤４０Ｆを半導体ウエハ６０側にしてシート状絶縁性接着層３６Ｆを半導体ウエハ６０に貼り合わせる。図２７（Ｆ），（Ｇ）において、ダイシングシート６２をシート状絶縁性接着層３６Ｆに貼り合わせ、図２７（Ｈ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６はダイシングシート６２からはがして使用される。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層３６が貼りつけられており、絶縁性接着層３６は、物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、それらの界面に凹凸構造４２が形成された絶縁性接着層３６が貼りつけられている。
【００７１】
図２８は図２６（Ｃ）の絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る他の例を示す図である。図２８（Ａ），（Ｂ）において、半導体ウエハ６０に絶縁性接着層３６の第２の接着層４０となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）４０Ｆを貼りつける。図２８（Ｃ）において、シート状接着剤４０Ｆに凹凸パターン４２Ｐを形成する。凹凸パターン４２Ｐの形成は、型押し法、エッチング、および機械加工（レーザー加工やブレードによる加工）などの種々の方法で実施することができる。図２８（Ｄ）において、凹凸パターン４２Ｐを有するシート状接着剤４０Ｆに、絶縁性接着層３６の第１の接着層３８となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）３８Ｆを貼り合わせる。
【００７２】
図２８（Ｅ），（Ｆ）において、こうして、シート状接着剤３８Ｆとシート状接着剤４０Ｆとからなるシート状絶縁性接着層３６Ｆが形成される。シート状絶縁性接着層３６Ｆのシート状接着剤４０Ｆは半導体ウエハ６０側にある。凹凸パターン４２Ｐはシート状接着剤４０Ｆとシート状接着剤３８Ｆとの間の界面に設けられた凹凸構造４２となる。ダイシングシート６２をシート状絶縁性接着層３６Ｆに貼り合わせ、図２８（Ｇ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６はダイシングシート６２からはがして使用される。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層３６が貼りつけられており、絶縁性接着層３６は、物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、それらの界面に凹凸構造４２が形成されている。
【００７３】
図２７及び図２８に示すようにして得られた第２の半導体チップ１６を図２６（Ｃ）において使用する。絶縁性接着層３６は、半導体ウエハ６０に貼り付けられたシート状接着剤３８Ｆ，４０Ｆにより形成されたものであり、シート状接着剤３８Ｆ，４０Ｆは半導体ウエハ６０の段階で貼りつけ処理されるものであるので、取り扱いが容易であり、かつ個片化された半導体チップ当たりの接着剤量をより均一にすることができる。
【００７４】
図２９は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。この例では、第２の半導体チップ１６は単一の凹凸構造を有する絶縁性接着層６４によって第１の半導体チップ１４に接着、固定される。
【００７５】
図２９（Ａ），（Ｂ）において、第１の半導体チップ１４をチップ搭載部材としての基板１２に搭載する。第１の半導体チップ１４は上面に回路及び電極パッド２２を有し、基板１２はボンディング端子１８，２０を有する。第１の半導体チップ１４の下面（非回路面）には絶縁性接着層３４が固着されており、第１の半導体チップ１４を加熱しながら第１の半導体チップ１４を基板１２に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４を絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定する。それから、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とを第１のワイヤ２６によってワイヤボンディングする。
【００７６】
図２９（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）において、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層して配置し、搭載する。第２の半導体チップ１６は上面に回路及び電極パッド２４を有し、第２の半導体チップ１６の下面（非回路面）には絶縁性接着層６４が固着されている。絶縁性接着層３６は単一のシート状接着層からなり、絶縁性接着層６４の第２の半導体チップ１６とは反対側の表面に微細な凹凸構造６６が一様に形成されている。
【００７７】
基板１２を加熱しながら第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつけることにより、第２の半導体チップ１６を絶縁性接着層６４によって第１の半導体チップ１４に接着、固定する。絶縁性接着層６４は温度上昇により粘度が低くなり、すでにボンディングされている第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層６４に入り込む。例えば、絶縁性接着層６４は６０〜１５０℃程度に加熱することで３０〜５０Ｐａ・ｓ程度の粘度となる。
【００７８】
この場合、基板１２をホットプレート等で加熱し、第１のワイヤ２６の温度が高く、絶縁性接着層６４の温度が低い状態で、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつける。第１のワイヤ２６は温度が低い状態の絶縁性接着層６４によって押しつけられ、凹凸構造６６の凹部によって案内又は規制されつつループが低くなるように変形する。第１のワイヤ２６は位置ずれすることなく変形し、よって、ショートの発生が防止される。
【００７９】
絶縁性接着層６４は第１のワイヤ２６と接触することによりその温度が上昇していき、粘度が低下して、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層６４に入り込む。この場合、第１のワイヤ２６は絶縁性接着層６４によって押しつけられてループが低くなるように変形しながら絶縁性接着層６４に入り込む。従って、第１のワイヤ２６が第２の半導体チップ１６の底面と接触することがない。
【００８０】
その後、図２９（Ｆ）に示されるように、第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板１２のボンディング端子２０とを第２のワイヤ２８によってワイヤボンディングする。それから、図２９（Ｇ）に示されるように、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止樹脂３０によってモールディングし、樹脂封止を行う。それから、基板１２の裏面側に外部接続端子としてのはんだボール３２を形成する。
【００８１】
図３０は図２９（Ｃ）の絶縁性接着層６４を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る例を示す図である。図３０（Ａ），（Ｂ）において、絶縁性接着層６４となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）６４Ｆを半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。シート状接着剤６４Ｆには凹凸構造６６が形成されている。凹凸構造６６は前に説明した凹凸構造４２と同様に微小な一様なパターンで形成される。
【００８２】
シート状接着剤６４Ｆを、半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。図３０（Ｃ），（Ｄ）において、ダイシングシート６２をシート状接着剤６４Ｆに貼り合わせ、図３０（Ｅ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層６４が貼りつけられており、その表面には凹凸構造６６が形成されている。
【００８３】
図３１は図２９（Ｃ）の絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る他の例を示す図である。図３１（Ａ），（Ｂ）において、絶縁性接着層６４となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）６４Ｆを半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。図３１（Ｃ）において、シート状接着剤６４Ｆに凹凸構造（凹凸パターン）６６を形成する。凹凸構造６６の形成は、型押し法、エッチング、および機械加工（レーザー加工やブレードによる加工）などの種々の方法で実施することができる。図３１（Ｄ），（Ｅ）において、ダイシングシート６２をシート状接着剤６４Ｆに貼り合わせ、図３１（Ｆ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層６４が貼りつけられている。
【００８４】
図３０及び図３１に示すようにして得られた第２の半導体チップ１６を図２９（Ｃ）において使用する。絶縁性接着層６４は、半導体ウエハ６０に貼り付けられたシート状接着剤６４Ｆにより形成されたものであり、シート状接着剤６４Ｆは半導体ウエハ６０の段階で貼りつけ処理されるものであるので、取り扱いが容易であり、かつ１つの個片化された半導体チップ当たりの接着剤量をより均一にすることができる。
【００８５】
図３２は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。図３３は図３２で示した半導体装置１０を構成するために用いられるリードフレームを示す部分平面図である。この実施例においては、チップ搭載部材としてリードフレーム６８が使用される。図３３に示されるように、リードフレーム６８は、複数のダイパッド７０と、各ダイパッド７０のまわりに形成されたリード７２とを有する。ダイパッド７０は四隅部に位置する支持部７４により周辺フレーム部分７６に支持されている。半導体チップの搭載後にリード７２及び支持部７４は周辺フレーム部分７６から切断される。
【００８６】
図３２において、半導体装置１０は、チップ搭載部材としてのリードフレーム６８と、リードフレーム６８のダイパッド７０に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６とからなる。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２とリードフレーム６８のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとは第１のワイヤ２６によって電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４とリードフレーム６８の他のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとは第２のワイヤ２８によって電気的に接続されている。
【００８７】
実施例においては、リードフレーム６８のダイパッド７０の上下にそれぞれ２組の積層された第１及び第２の半導体チップ１４，１６が設けられている。さらに、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８は封止樹脂３０によって封止されている。リードフレーム６８のリード７２の外端部分（アウターリード）７２Ｏは外部接続端子となる。
【００８８】
第１の半導体チップ１４は絶縁性接着層３４によってダイパッド７０に接着、固定され、第２の半導体チップ１６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されている。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。そして、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込み、凹凸構造４２に接している。従って、図３２の半導体装置１０の作用は、図１の半導体装置１０の作用と同様である。
【００８９】
図３４は図３２の半導体装置１０の製造方法を示す図である。図３４の製造方法は図２６の製造方法と類似している。図３４（Ａ），（Ｂ）において、第１の半導体チップ１４をチップ搭載部材としてのリードフレーム６８のダイパッド７０に搭載する。第１の半導体チップ１４の非回路面には絶縁性接着層３４が固着さられており、ダイパッド７０を加熱しながら第１の半導体チップ１４をダイパッド７０に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４を絶縁性接着層３４によってダイパッド７０に接着、固定する。なお、接着に際して、ダイパッド７０を加熱する代わりに、第１の半導体チップ１４を加熱してもよい。
図３４（Ｃ），（Ｄ）において、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２とリードフレーム６８のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとを第１のワイヤ２６によってワイヤボンディングする。
【００９０】
図３４（Ｅ），（Ｆ）において、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層して配置し、第２の半導体チップ１６を加熱しながら搭載する。第２の半導体チップ１６の非回路面には絶縁性接着層３６が固着されている。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。絶縁性接着層３６の詳細な構造は例えば図１から図９に示されているものに相当する。なお、搭載に際して、第２の半導体チップ１６を加熱する代わりに、ダイパッド７０を加熱することで第１の半導体チップ１４および第１のワイヤ２６を加熱しておいてもよい。
【００９１】
図３４（Ｅ），（Ｆ）においては、前に説明したのと同様に、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込む。第１のワイヤ２６の少なくとも一部は第１の接着層３８に入り込むが、第２の接着層４０に入り込まず、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面の微細な凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。これによって、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０によって押しつけられるにもかかわらず、第１のワイヤ２６の位置ずれが防止され、ショートの発生が防止される。
【００９２】
図３５は図３４の続きの工程を示す図である。図３５（Ａ），（Ｂ）において、第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と別のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとを第２のワイヤ２８によってワイヤボンディングする。それから、図３５（Ｃ）に示されるように、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止樹脂３０によってモールディングし、樹脂封止を行う。それから、図３４（Ｄ）に示されるように、リード７２及び支持部７４をリードフレーム６８の周辺フレーム部分７６から切断し、リード７２を所定の形状に成形する。なお、リード７２がめっきにより耐酸化性及び耐腐食性に優れたものとなるように、リードフレーム６８には外装めっき処理（Ｓｎめっき等）を行っていてもよい。
【００９３】
図３４（Ｅ），（Ｆ）に示される絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６は、図２７及び図２８に示した方法で得られる。すなわち、図２７に示される方法では、第２の接着層３８となる凹凸パターン４２Ｐを形成したシート状接着剤４０Ｆに、第１の接着層３８となるシート状接着剤３８Ｆを貼り合わせ、シート状接着剤３８Ｆとシート状接着剤４０Ｆとからなるシート状絶縁性接着層３６Ｆを半導体ウエハ６０に貼り合わせ、そして、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。
【００９４】
また、図２８に示される方法では、半導体ウエハ６０に第２の接着層４０となるシート状接着剤４０Ｆを貼りつけ、シート状接着剤４０Ｆに凹凸パターン４２Ｐを形成し、シート状接着剤４０Ｆに第１の接着層３８となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）３８Ｆを貼り合わせ、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。
【００９５】
図３６は図３４及び図３５の半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。図３６（Ａ），（Ｂ）は図３４（Ｅ）に相当する。すなわち、この例では、第２の半導体チップ１６は凹凸構造６６を有する単一の絶縁性接着層６４によって第１の半導体チップ１４に接着、固定される。図３４（Ａ）から（Ｄ），（Ｆ）、及び図３５（Ａ）から（Ｄ）の処理は、図３６（Ａ），（Ｂ）の前後に適用される。図３６に示される半導体装置１０の製造方法の特徴は図２９の半導体装置１０の製造方法と同様であり、図２９の半導体装置１０の製造方法と同様の作用効果を奏する。
【００９６】
以上説明した実施例は以下の特徴を含む。
【００９７】
（付記１）チップ搭載部材に搭載された第１の半導体チップと、
該第１の半導体チップ上に積層して配置された第２の半導体チップとを含む半導体装置において、
該第１の半導体チップと該第２の半導体チップとの間には重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなる絶縁性接着層が配設され、
該第１の接着層と該第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されている、
ことを特徴とする半導体装置。（１）
【００９８】
（付記２）前記第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを電気的に接続する第１のワイヤの一部が、前記絶縁性接着層の前記第１の接着層に入り込んでいることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。（２）
【００９９】
（付記３）該チップ搭載部材は基板及びリードフレームの一方からなり、該チップ搭載部材の端子は該基板のボンディング端子及び該リードフレームのリードの一方からなることを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
【０１００】
（付記４）該凹凸構造は、該第１のワイヤの一部が嵌合する形状を有することを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
【０１０１】
（付記５）該凹凸構造の凹部と凹部の間又は凸部と凸部の間のピッチが、第１の半導体チップの電極パッドのピッチと等しいか、またはそれよりも小さいことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の半導体装置。（３）
【０１０２】
（付記６）該第１の接着層には、第１のワイヤの直径よりも大きな直径のフィラーが含有されていることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０３】
（付記７）第の半導体チップの電極パッドが第１の半導体チップの中央部に列状に配置されていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０４】
（付記８）第１の半導体チップの電極パッドが千鳥状に列状に配置され、または、第１の半導体チップの電極パッドが列をなして配置され、かつ第１のワイヤが千鳥配置となるように該電極パッドにボンディングされていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０５】
（付記９）第１の半導体チップの電極パッドが設けられている面の少なくとも電極パッドから半導体チップの外周端までの領域には、絶縁性樹脂からなるカバー膜が形成されていることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０６】
（付記１０）第１の接着層は低粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体装置。（４）
【０１０７】
（付記１１）第１の接着層は熱硬化性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０８】
（付記１２）半導体装置の製造時に、第１の接着層は第１のワイヤが第１の接着層に容易に入り込むことができる硬度を有し、第２の接着層は第１のワイヤが第２の接着層に入り込みにくい硬度を有することを特徴とする付記１から１１のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０９】
（付記１３）第２の接着層はポリイミド樹脂を含むことを特徴とする付記１２に記載の半導体装置。
【０１１０】
（付記１４）第２の接着層は無機フィラーを高濃度に含有することを特徴とする付記１３に記載の半導体装置。
【０１１１】
（付記１５）第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、
該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、
互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなり、該第１の接着層と該第２の接着層の界面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層の該第２の接着層が固着されている第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し、
且つ該第１のワイヤの一部が該絶縁性接着層の該第１の接着層に入り込むように絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着し、
該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。（５）
【０１１２】
（付記１６）前記ダイシングの前に、該第２の接着層の表面に凹凸構造を形成し、該第２の接着層と該第１の接着層とを重ね合わせ、該第１の接着層と該第２の接着層とからなる該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１５に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１３】
（付記１７）前記ダイシングの前に、該第２の接着層を半導体ウエハに固着し、該第２の接着層の表面に微細な凹凸構造を形成し、該第２の接着層と該第１の接着層とを重ね合わせ、該第１の接着層と該第２の接着層とからなる該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１５に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１４】
（付記１８）該絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着する際に、加熱により第１の接着層に第１のワイヤが入り込むことができる程度の粘度を付与することを特徴とする付記１５に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１５】
（付記１９）第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、
該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、
表面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層が固着されている半導体ウエハをダイシングして第２の半導体チップに分割し、
該第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し且つ該第１のワイヤの少なくとも一部が該絶縁性接着層に入り込むように絶縁性接着層を該第１の半導体チップに固着し、
該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１６】
（付記２０）前記ダイシングの前に、該絶縁性接着層の表面に凹凸構造を形成し、該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１７】
（付記２１）前記ダイシングの前に、該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着し、該絶縁性接着層の表面に微細な凹凸構造を形成し、該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１８】
（付記２２）該絶縁性接着層を該第１の半導体チップに固着する際に、第２の半導体チップを押下することで、第１のワイヤのループ形状を変形させることを特徴とする付記１９に記載の半導体装置。
【０１１９】
（付記２３）該絶縁性接着層を該第１の半導体チップに固着する際に、該絶縁性接着層内又は該絶縁性接着層の表面に形成された凹凸構造に第１のワイヤの少なくともループの一部を嵌合させることを特徴とする付記１５又は１９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１２０】
（付記２４）第２の半導体チップを押下して、第１のワイヤのループ形状を変形させる際に、第２の半導体チップを第１の半導体チップの電極パッドの列の方向に沿って移動させつつ押下することを特徴とする付記２３に記載の半導体装置の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上説明したように、本発明によれば、複数の積層配置された半導体チップを含む半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。
【図２】図２は第２の半導体チップを第１の半導体チップに固着する絶縁性接着層の例を示す断面図である。
【図３】図３は絶縁性接着層の他の例を示す断面図である。
【図４】図４は絶縁性接着層の凹凸構造の例を示す斜視図である。
【図５】図５は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す斜視図である。
【図６】図６は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す斜視図である。
【図７】図７は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す平面図である。
【図８】図８は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す平面図である。
【図９】図９は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す平面図である。
【図１０】図１０は図１の半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は図１の半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図１２】図１２は第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの例を示す平面図である。
【図１３】図１３は第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの例を示す平面図である。
【図１４】図１４は第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの例を示す平面図である。
【図１５】図１５は図１２の矢印ＸＶから見た半導体装置の側面図である。
【図１６】図１６は第１のワイヤが凹凸構造の凹部に嵌合した例を示す断面図である。
【図１７】図１７は第１のワイヤが凹凸構造の凹部に嵌合した他の例を示す断面図である。
【図１８】図１８は電極パッドが中央部に列状に配置されているセンターパッドのタイプの半導体チップの例を示す平面図である。
【図１９】図１９は電極パッドが千鳥状に列状に配置されている半導体チップの例を示す平面図である。
【図２０】図２０は半導体チップの電極パッドが列をなして配置され、かつ第１のワイヤが千鳥配置となるように電極パッドにボンディングされている半導体チップの例を示す平面図である。
【図２１】図２１は半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図２２】図２２は半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図２３】図２３は図２２の半導体チップを示す平面図である。
【図２４】図２４は凹凸構造がない場合に第１のワイヤを押しつけるときに第１のワイヤが変形する例を示す図である。
【図２５】図２５は凹凸構造がある場合に第１のワイヤを押しつけるときに第１のワイヤが変形する例を示す図である。
【図２６】図２６は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。
【図２７】図２７は図２６の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る例を示す図である。
【図２８】図２８は図２６の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る図である。
【図２９】図２９は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３０】図３０は図２９の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る例を示す図である。
【図３１】図３１は図２９の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る例を示す図である。
【図３２】図３２は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。
【図３３】図３３は図３２のリードフレームを示す部分平面図である。
【図３４】図３４は図３２の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３５】図３５は図３４の続きの工程を示す図である。
【図３６】図３６は図３４及び図３５の半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０ 半導体装置
１２ 基板
１４ 第１の半導体チップ
１６ 第２の半導体チップ
２６ 第１のワイヤ
２８ 第２のワイヤ
３０ 封止樹脂
３４ 絶縁性接着層
３６ 絶縁性接着層
３８ 第１の接着層
４０ 第２の接着層
４２ 凹凸構造
６０ 半導体ウエハ
６４ 絶縁性接着層
６６ 凹凸構造
６８ リードフレーム
７０ ダイパッド
７２ リード
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤボンディングされた複数の半導体チップを積層配置して封止した構造の半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、ボンディングされたワイヤのループ上に半導体チップが配置されるように構成された半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の発達に伴い、電子機器に使用される半導体装置には、小型化、薄型化、多機能化、高性能化、高密度化、低コスト化がますます要求されている。このような要求に対処するべく、複数の半導体チップを積層配置してなる三次元構造の半導体装置が実用化されている。このような半導体装置はスタックドパッケージと呼ばれる。
【０００３】
半導体装置は、半導体チップをチップ搭載部材（例えば、基板やリードフレーム）に搭載して構成される。半導体チップとチップ搭載部材とを電気的に接続するために、ワイヤボンディング法が低コストな接続方法として広く用いられており、スタックドパッケージにおいてもワイヤボンディング法が採用されている。例えばチップ搭載部材として基板が使用されるスタックドパッケージにおいては、第１の半導体チップを絶縁性接着層（接着剤）により基板に接着、固定し、第１の半導体チップを第１のワイヤにより基板に電気的に接続した後、第２の半導体チップを前に搭載した第１の半導体チップに積層して配置し、第２の半導体チップを絶縁性接着層（接着剤）により第１の半導体チップに接着、固定する。それから、第２の半導体チップを第２のワイヤにより基板に電気的に接続し、第１及び第２の半導体チップ及び第１及び第２のワイヤを封止樹脂により封止する。
【０００４】
第２の半導体チップを第１の半導体チップに固着する絶縁性接着層は一般にエポキシ系樹脂等からなる接着剤が使用され、この接着剤は、液状の絶縁性接着層、又はフィルム状の絶縁性接着層として使用される。フィルム状の絶縁性接着層は、作業性及び生産性の点で有利なことが多いので、多く用いられている。例えば、フィルム状の絶縁性接着層を予め半導体ウエハの非回路面に貼り合わせておくと、フィルム状の絶縁性接着層をウエハレベルで一括処理することが可能であり、また、これによりダイシングされた個々の半導体チップに均一な量の接着剤が付与される。
【０００５】
このようなワイヤボンディング接続を用いたスタックドパッケージにおいては、下段側の第１の半導体チップが上段側の第２の半導体チップよりも大きく、第１の半導体チップの電極パッドが第２の半導体チップよりも外側の領域に設けられているようにすると、第１のワイヤが第２の半導体チップに接触しないようにワイヤボンディングすることができる。しかし、積層する半導体チップの組み合わせによっては、同じ大きさの第１の半導体チップと第２の半導体チップが積層して配置され、第１のワイヤが第２の半導体チップの底面に接触する可能性がある。そこで、第１のワイヤが第２の半導体チップの底面に接触しないようにするために、第１のワイヤを第２の半導体チップを第１の半導体チップに固着する絶縁性接着層内に入り込ませる（埋め込む）ようにした提案がある（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
【０００６】
特許文献１では、上段の第２の半導体チップの裏面を下段の第１の半導体チップの表面に絶縁性接着層を用いて固着する際に、絶縁性接着層の厚みが第１の半導体チップに接続された第１のワイヤのループトップ（最上部）より高くなるように厚く設定する。この方法では、絶縁性接着層を第１の半導体チップ上に供給した後に第２の半導体チップを載置して、絶縁性接着層を加熱硬化させる。絶縁性接着層は液状のものでもフィルム状のものでもよい。
【０００７】
この場合の問題点は、第１のワイヤのループを変形させないように第１及び第２の半導体チップ間の距離を絶縁性接着層で保つようにしているため、絶縁性接着層の厚みが大きくなり、積層する第２の半導体チップの位置が高くなり、半導体装置全体を薄型化することが困難である。また、絶縁性接着層の厚さの制御が困難であり、第１の半導体チップと第２の半導体チップの平行度を制御することも困難である。
【０００８】
特許文献２では、第２の半導体チップと、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤとの間にポリイミド系の絶縁性樹脂層を介在させている。具体的には、予め第２の半導体チップの裏面に、離間作用を目的としたポリイミド系の絶縁性樹脂膜のような１００℃〜２００℃での塑性変形が少ない樹脂層と、接着作用を目的としたエポキシ系樹脂等の加熱により流動性が高まるような樹脂層とからなる２層構造のフィルム状ダイボンド材を貼りつけておき、これにより、第２の半導体チップを第１の半導体チップに搭載する際に、第１のワイヤが流動性の高い樹脂層に入り込み、塑性変形が少ない樹脂層に当接して、第２の半導体チップの裏面が第１のワイヤに接触することを防止する。
【０００９】
この場合の問題点は、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤのループが、上記２層構造からなるダイボンド材に押しつけられることである。なお、第１のワイヤのループを流動性の高い樹脂層に埋め込ませるために加熱しながら積層搭載が行われる。従って、加熱により流動性の高い樹脂層の流動性が十分に高まっている場合には、第１のワイヤのループがその樹脂層に押しつけられても、第１のワイヤのループの変形はわずかである。しかし、第１のワイヤのループがその樹脂層を越えて離間層である塑性変形の少ない樹脂層に到達した場合には、塑性変形の少ない樹脂層は固いために第１のワイヤのループが変形しやすい。
【００１０】
また、流動性の高い樹脂層の流動性が十分でない場合には、第１のワイヤのループがその樹脂層に押しつけられ、それに入り込んでいく際に、第１のワイヤに応力が加わり、第１のワイヤが変形しやすい。第１のワイヤの変形が生じると、隣接する第１のワイヤとの間でショートが生じる。とりわけ、第１の半導体チップの電極パッドのピッチが微細になった場合や、電極パッドの位置が第１の半導体チップの中央部に配置されているような場合には、第１のワイヤのショートの問題が生じやすい。
【００１１】
特許文献３でも、第２の半導体チップと第１の半導体チップとをダイボンド材により接着する際に、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤがダイボンド材の一部に入り込むように構成されている。第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に、ダイボンド材への第１のワイヤの埋め込みが十分可能になるようにダイボンド材の粘度を低下させる工程を含む。
【００１２】
また、第２の半導体チップの積層搭載に用いるダイボンド材は、加熱時の粘度が異なる複数の接着層からなるフィルム状の接着剤であり、第１の半導体チップと接触する側の接着層が低粘度であるように配置される。ダイボンド材は予め第２の半導体チップの裏面側に貼り付けられる。
【００１３】
この場合の問題点は、上記特許文献２の場合と同様に、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に、第１のワイヤが変形し、隣接する第１のワイヤとの間でのショートが発生しやすいことである。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−６０６５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２９１３号公報
【特許文献３】特開２００４−７２００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、複数の半導体チップが積層して配置され、下段側の半導体チップに接続されたワイヤが変形しにくく、且つ薄型に構成することのできる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による半導体装置は、チップ搭載部材に搭載された第１の半導体チップと、該第１の半導体チップ上に積層して配置された第２の半導体チップとを含む半導体装置において、該第１の半導体チップと該第２の半導体チップとの間には重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなる絶縁性接着層が配設され、該第１の接着層と該第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されている、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絶縁性接着層は互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなるので、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際には、第１の半導体チップに接続された第１のワイヤが第１の接着層に入り込み、第２の接着層には入り込みにくくなっている。さらに、第１の接着層と第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されているので、第２の半導体チップを第１の半導体チップに積層搭載する際に第１の半導体チップに接続されたワイヤが押しつけられてループが低くなるように変形しても、この微細な凹凸構造はワイヤに係合してワイヤが横にずれるのを防止し、隣接するワイヤとワイヤとの間でショートが生じることがなくなる。従って、第１の接着層の厚みがそれほど厚くなくてもよく、半導体装置全体を薄型化することができる。また、第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの自由度が高い積層型半導体装置を得ることができる。
【００１８】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、
第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなり、該第１の接着層と該第２の接着層の界面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層の該第２の接着層が固着されている第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し、且つ該第１のワイヤの一部が該絶縁性接着層の該第１の接着層に入り込むように絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着し、該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する
ことを特徴とする。
【００１９】
この半導体装置の製造方法によれば、上記した特徴をもつ半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。半導体装置１０は、チップ搭載部材としての基板１２と、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６とからなる。
【００２１】
基板１２はボンディング端子１８，２０を有し、第１の半導体チップ１４は電極パッド２２を有し、第２の半導体チップ１６は電極パッド２４を有する。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とは第１のワイヤ２６によってボンディングされ、電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板２０のボンディング端子２０とは第２のワイヤ２８によってボンディングされ、電気的に接続されている。
【００２２】
さらに、半導体装置１０は、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止する封止樹脂３０を含む。基板１２の裏面側には外部接続端子としてのはんだボール３２が設けられている。基板１２は図示しない導体による回路を含み、はんだボール３２はその回路によってボンディング端子１８，２０に接続されている。
【００２３】
第１の半導体チップ１４は例えば主としてエポキシ樹脂系の接着剤からなる絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定されている。第２の半導体チップ１６は絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されている。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものである。第１の接着層３８は第１の半導体チップ１４側にあり、第２の接着層４０は第２の半導体チップ１６側にある。
【００２４】
第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。微細な凹凸構造４２は、凸部と凹部とが交互に一定のピッチで形成されたものであり、凸部と凸部との間のピッチ又は凹部と凹部との間のピッチは第１の半導体チップ１４の電極パッド２２のピッチと同じかそれよりも小さい。
【００２５】
図１６は第１のワイヤ２６が凹凸構造４２の凹部に嵌合した例を示す断面図である。この例では、微細な凹凸構造４２の凸部と凸部との間のピッチ又は凹部と凹部との間のピッチは、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２のピッチ（第１のワイヤ２６のピッチ）と同じである。
【００２６】
図１７は第１のワイヤ２６が凹凸構造４２の凹部に嵌合した他の例を示す断面図である。この例では、微細な凹凸構造４２の凸部と凸部との間のピッチ又は凹部と凹部との間のピッチは、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２のピッチ（すなわち第１のワイヤ２６のピッチ）より小さい。微細な凹凸構造４２の凸部又は凹部の数は第１の半導体チップ１４の電極パッド２２の数（第１のワイヤ２６の数）の整数倍（図１７では２倍）である。
【００２７】
図１において、第１のワイヤ２６は第１の接着層３８に入り込んでいる（埋め込まれている）。第１のワイヤ２６は第２の接着層４０の表面に接し、凹凸構造４２に嵌合している。第１のワイヤ２６は実質的に第２の接着層４０によって受け止められ、第２の半導体チップ１６の底面に接触しないようになっている。第１の接着層３８は比較的に軟らかく又は粘度の低い材料で形成され、第２の接着層４０は第１の接着層３８と比べて固く又は粘度の高い材料で形成される。
【００２８】
すなわち、第２の半導体チップ１６を絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定する際の加熱時において、第１の接着層３８は第１のワイヤ２６が第１の接着層３８に容易に入り込むことができる硬度又は粘度を有し、第２の接着層４０は第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に入り込めず、凹凸構造４２を維持できる硬度又は粘度を有し、塑性変形が少ない材料とする。
【００２９】
第１及び第２の接着層３８，４０はそれぞれフィルム状の樹脂接着層からなるのが好ましい。この場合、互いに接着されている第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６が貼りつけられている第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押圧することにより両者を接着、固定するのが作業効率上好ましい。この場合、第１の接着層３８が熱硬化型の接着剤からなるものとすれば、ハンドリングに好都合である。第１の接着層３８が十分な接着力をもつ樹脂からなるのが好ましい。
【００３０】
例えば、第１の接着層３８は主としてエポキシ樹脂、又はエポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合物からなる。第２の接着層４０はポリイミド樹脂、又はポリイミド樹脂とエポキシ樹脂の混合物からなる。第１及び第２の接着層３８，４０がともにエポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合物からなる場合には、エポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合比を変えることにより両者の物性を互いに異ならせることができる。エポキシ樹脂とポリイミド樹脂の混合物においてエポキシ樹脂の混合比が低い場合（例えば数％程度）には、その混合樹脂の常温での粘度は１００Ｐａ・ｓ程度であり、混合比が高い場合（例えば数１０％程度）には、その混合樹脂の常温での粘度は１００００Ｐａ・ｓ程度である。
【００３１】
第１の接着層３８は、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に搭載するときに７０〜２００℃程度に加熱した条件で、粘度が１０〜５０Ｐａ・ｓ程度に低下し、第１のワイヤ２６が第１の接着層３８に容易に入り込めるように流動性が高くなる材料にする。第２の接着層４０は、加熱した条件で粘度が１０００Ｐａ・ｓ程度以上あり、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に入り込めず、凹凸構造４２を維持できるように塑性変形が少ない材料にする。
【００３２】
また、第１及び第２の接着層３８，４０は、他の物質を混合したり、フィラーを入れたりして物性を調節することができる。第２の接着層４０は無機フィラーを高濃度に含有して高い硬度をもつようにすることができる。
【００３３】
第１の接着層３８は低粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層４０は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなるようにするのが好ましい。また、第１の接着層３８は熱硬化性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層４０は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなるようにしてもよい。熱硬化性樹脂を用いることで、接着強度を高める樹脂設計が容易となる。
【００３４】
このように、絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなるので、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層搭載する際には、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４に接続された第１のワイヤ２６が第１の接着層３８に入り込み、第２の接着層４０に達して第２の接着層４０によって押しつけられ、ループが低くなるように変形するが、微細な凹凸構造４２によって案内又は規制され、第１のワイヤ２６が横にずれるのが防止される。従って隣接する第１のワイヤ２６同士の間でショートが生じることを防止することができる。
【００３５】
図２４は凹凸構造４２がない場合に第１のワイヤ２６を押しつけるときに第１のワイヤ２６が変形する例を示す図である。図２４（Ａ）は矢印Ａで示されるように第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって移動しているところを示し、第１の半導体チップ１４の一側面から見た図に相当する。図２４（Ａ）においては、複数の第１のワイヤ２６がたがいに平行に並んでいる。第１のワイヤ２６は基板１２のボンディング端子１８から立ち上がり、ループを形成しながら図２４の紙面の向こう側に向かって延び、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２に接続される。
【００３６】
図２４（Ｂ）は第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４に向かって押圧され、第２の半導体チップ１６に固着されている絶縁性接着層３６の第１の接着層３８が第１の半導体チップ１４に達し、第１のワイヤ２６が軟らかい第１の接着層３８に入り込み、固い第２の接着層４０の表面に接触しているところを示す。第１のワイヤ２６は第２の接着層４０に押しつけられて、そのループの高さが低くなるように変形する。それによって、第１の接着層３８の厚みを薄くでき、半導体装置１０全体の薄型化が可能になる。しかし、第１のワイヤ２６は第２の接着層４０に押しつけられる際に第２の接着層４０に沿って横方向にずれるように変形することがある。すると、隣接する第１のワイヤ２６同士が互いに近寄るように変形し、互いに接触して、ショートが生じる可能性がある。
【００３７】
図２５は凹凸構造４２がある場合に第１のワイヤ２６を押しつけるときに第１のワイヤ２６が変形する例を示す図である。図２５（Ａ）は矢印Ａで示されるように第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって移動させているところを示し、第１の半導体チップ１４の一側面から見た図に相当する。図２５（Ａ）においては、複数の第１のワイヤ２６がたがいに平行に並んでいる。第１のワイヤ２６は基板１２のボンディング端子１８から立ち上がり、ループを形成しながら図２５の紙面の向こう側に向かって延び、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２に接続される。
【００３８】
図２５（Ｂ）は第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４に向かって押圧され、第２の半導体チップ１６に固着されている絶縁性接着層３６の第１の接着層３８が第１の半導体チップ１４に達し、第１のワイヤ２６が軟らかい第１の接着層３８に入り込み、固い第２の接着層４０の表面に接触しているところを示す。第１のワイヤ２６は第２の接着層４０に押しつけられて、そのループの高さが低くなるように変形する。それによって、第１の接着層３８の厚みを薄くでき、半導体装置１０全体の薄型化が可能になる。この場合には、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に押しつけられる際に第２の接着層４０に沿って横方向にずれるような力を受けても、第１のワイヤ２６は凹凸構造４２によって案内又は規制されているので、第２の接着層４０に沿って横方向にずれるように変形しない。
【００３９】
つまり、第１のワイヤ２６は凹凸構造４２に達した段階で凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは凹凸構造４２の凹部に嵌合し、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０に押しつけられても第２の接着層４０に沿って横方向にずれることがない。従って、隣接する第１のワイヤ２６同士が互いに接触してショートが生じることがない。このように、第１の半導体チップ１４のボンディング端子１８は第２の半導体チップ１６に重なる領域に配置されることができ、第１の半導体チップ１４と第２の半導体チップ１６の組み合わせの自由度が高い積層型半導体装置を得ることができる。
【００４０】
図２は第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に固着する絶縁性接着層３６の例を示す断面図である。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものである。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。微細な凹凸構造４２は、第２の接着層４０側から見て、凸部４２Ｐと凹部４２Ｑを有する。凸部４２Ｐは台形状であり、凹部４２Ｑは円弧状である。凸部４２Ｐと凸部４２Ｐとの間のピッチ又は凹部４２Ｑと凹部４２Ｑとの間のピッチは一定である。
【００４１】
図３は絶縁性接着層３６の他の例を示す断面図である。この例では、凹凸構造４２の凸部４２Ｐ及び凹部４２Ｑは三角形状又は鋸歯状に形成されている。
【００４２】
図４は図２に示す絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の斜視図である。この凹凸構造４２は凸部４２Ｐと凹部４２Ｑとからなり、互いに平行に長く延びる。
【００４３】
図５は図３に示す絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の斜視図である。この凹凸構造４２は凸部４２Ｐと凹部４２Ｑとからなり、凸部４２Ｐ及び凹部４２Ｑはそれぞれ２斜面４２Ｒを有する鋸歯の頂部及び底部として形成される。凸部４２Ｐ及び凹部４２Ｑは互いに平行に長く延びる。
【００４４】
図６は絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の他の例を示す斜視図である。この凹凸構造４２は４斜面４２Ｒを有する四角錐の頂部を凸部４２Ｐとする形状のものであり、凹部４２Ｑは連続する四角錐の底部として直交する２方向に長く延びる。四角錐の頂部を通る断面をとると、図６の凹凸構造４２は図３の形状に相当する。
【００４５】
図７は絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の他の例を示す平面図である。この凹凸構造４２は格子状に形成されている。凸部４２Ｐは縦横に列状に不連続に配置された四角柱形状の突起であり、凹部４２Ｑは凸部４２Ｐのまわりに縦横の列状に連続して長く延びる。図７の凹凸構造４２は断面をとると、図２の形状に相当する。
【００４６】
図８は図７と同様に格子状に形成されている凹凸構造４２を示す。ただし図８の凸部４２Ｐは４つの三角柱形状の凸起４２Ｓの集合体として形成され、凹部４２Ｑは凸部４２Ｐのまわりに縦横の列状に連続して長く延びる。
【００４７】
図９は絶縁性接着層３６の凹凸構造４２の他の例を示す平面図である。この凹凸構造４２では、凸部４２Ｐは円柱形状の突起である。凸部４２Ｐは縦方向に列状に連続に配置され、隣接する２つの縦方向の列では、凸部４２Ｐは半ピッチずらして配置される。凹部４２Ｑは凸部４２Ｐのまわりに形成される。
【００４８】
図２から図９を参照して種々の凹凸構造４２の例を示したが、本発明では、凹凸構造４２は図示した例に限定されることなく種々の形状に形成されることができる。ただし、凸部４２Ｐの形状が図３及び図６に示されるように斜面の頂部として形成されていると、第１のワイヤ２６をその斜面に沿って凹部４２Ｑに誘導しやすい。凸部４２Ｐと凹部４２Ｑの間の高さの差は、例えば第１のワイヤ２６の直径が２５μｍの場合に、５〜３０μｍ程度であるのが好ましい。
【００４９】
図１０及び図１１は図１の半導体装置１０の変形例を示す断面図である。図１０及び図１１の半導体装置１０は、図１の半導体装置１０と同様に、チップ搭載部材としての基板１２と、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６とからなる。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とは第１のワイヤ２６によって電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板２０のボンディング端子２０とは第２のワイヤ２８によって電気的に接続されている。さらに、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８は封止樹脂３０によって封止されている。基板１２の裏面側には外部接続端子としてのはんだボール３２が設けられている。
【００５０】
第１の半導体チップ１４は絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定され、第２の半導体チップ１６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されている。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が形成されている。そして、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込み、凹凸構造４２に接している。
【００５１】
図１０においては、第１の接着層３８と第２の接着層４０とは第１及び第２の半導体チップ１４，１６と同様の形状に形成され、凹凸構造４２は第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面の一部の第１の半導体チップ１４の電極パッド２２を覆う領域にのみ形成されている。従って、第１のワイヤ２６は第１の接着層３８と第２の接着層４０の界面の凹凸構造４２に達した段階で凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。従って、図１０の半導体装置１０の作用は、図１の半導体装置１０の作用と同様である。
【００５２】
図１１においては、第１の接着層３８は第１の半導体チップ１４と同様の形状に形成され、第２の接着層４０は第１の半導体チップ１４の周辺部、すなわち第１の半導体チップ１４の電極パッド２２を覆う領域に相当する環状の形状に形成されている。凹凸構造４２は第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面に形成されている。従って、第１のワイヤ２６は第１の接着層３８と第２の接着層４０の界面の凹凸構造４２に達した段階で凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。従って、図１１の半導体装置１０の作用は、図１の半導体装置１０の作用と同様である。
【００５３】
図１２は第１の半導体チップと第２の半導体チップの重ね合わせの例を示す平面透視図である。図１５は図１２の矢印ＸＶから見た半導体装置の側面図である。図１２及び図１５において、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４よりも大きい。第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４に接続され、第２のワイヤ２８が第２の半導体チップ１６に接続される。このように、本発明によれば、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４と同じ大きさの場合だけでなく、上段側の第２の半導体チップ１６が下段側の第１の半導体チップ１４よりも大きい場合にも、スタックドパッケージタイプの半導体装置を構成することができる。
【００５４】
図１３は第１の半導体チップ１４と第２の半導体チップ１６の重ね合わせの例を示す平面透視図である。図面の上下方向で見ると、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４よりも大きく、図面の横方向で見ると、第１の半導体チップ１４が第２の半導体チップ１６よりも大きい。第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４に接続され、第２のワイヤ２８が第２の半導体チップ１６に接続される。第１の半導体チップ１４はセンターパッドのタイプのものである。
【００５５】
図１８は電極パッド２２が中央部に列状に配置されているセンターパッドのタイプの第１の半導体チップ１４の例を示す平面図である。図１３の第１のワイヤ２６は図１８の電極パッド２２に接続される。センターパッドのタイプの第１の半導体チップ１４の場合、第１のワイヤ２６の長さが長くなり、その分だけ変形しやすいので、ショートが発生しやすい。従って、２層構造の絶縁性接着層３６に凹凸構造４２を採用することにより、第１のワイヤ２６のずれを抑制し、ショートの発生を防止することができる。
【００５６】
図１４は第１の半導体チップ１４と第２の半導体チップ１６の重ね合わせの例を示す平面透視図である。図面の上下方向で見て、第１の半導体チップ１４が第２の半導体チップ１６よりも大きく、図面の横方向で見て、第２の半導体チップ１６が第１の半導体チップ１４よりも大きい。第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４に接続され、第２のワイヤ２８が第２の半導体チップ１６に接続される。第１のワイヤ２６及び第２のワイヤ２８は千鳥状に列状に配置されている。
【００５７】
図１９は電極パッド２２が千鳥状に列状に配置されている第１の半導体チップ１４の例を示す平面図である。電極パッド２２は半導体チップの各辺に沿って２列に配置され、１列目の電極パッド２２と２列目の電極パッド２２とが互いに半ピッチずらされている。図１９においては、電極パッド２２は半導体チップの４辺に設けられている。図１４の第１のワイヤ２６は第１の半導体チップ１４の２辺に沿って配置されているので、図１４の第１の半導体チップ１４は図１９の第１の半導体チップ１４において電極パッド２２が２辺に沿って設けられているものに相当する。
【００５８】
図２０は半導体チップの電極パッド２２が列をなして配置され、かつ第１のワイヤ２６が千鳥配置となるように電極パッド２２にボンディングされている第１の半導体チップ１４の例を示す平面図である。つまり、電極パッド２２は一列に配置されているが、第１のワイヤ２６の電極パッド２２への接続位置が千鳥配置となっている。図１９及び図２０の千鳥配置を採用した半導体チップの場合、第１のワイヤ２６のピッチが微細になり、第１のワイヤ２６の変形時にショートが発生しやすいが、凹凸構造４２を採用することにより、第１のワイヤ２６のずれを抑制し、ショートの発生を防止することができる。なお、図１８，１９，２０の配置はあらゆる半導体チップに採用することができる。
【００５９】
図２１は半導体装置の変形例を示す断面図である。この例では、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に固着する絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものである。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。この例においては、第１の接着層３８に無機フィラー４４が混合されている。無機フィラー４４は第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に押圧するときに第１の接着層３８の厚さを一定にするスペーサの作用をする。
【００６０】
図２２は半導体装置の変形例を示す断面図である。半導体装置１０は、チップ搭載部材としての基板１２と、基板１２に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６と、第２の半導体チップ１６に積層して配置された第３の半導体チップ４６とからなる。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とは第１のワイヤ２６によって電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板２０のボンディング端子２０とは第２のワイヤ２８によって電気的に接続されている。第３の半導体チップ４６の電極パッド４８と基板２０のボンディング端子５０とは第３のワイヤ５２によって電気的に接続されている。第１の半導体チップ１４はセンターパッドタイプのものである。
【００６１】
第１、第２及び第３の半導体チップ１４，１６，４６及び第１、第２及び第３のワイヤ２６，２８，５２は封止樹脂３０によって封止されている。基板１２の裏面側には外部接続端子としてのはんだボール３２が設けられている。さらに、第１の半導体チップ１４は絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定され、第２の半導体チップ１６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定され、第３の半導体チップ４６は絶縁性接着層５４によって第２の半導体チップ１６に接着、固定されている。絶縁性接着層５４は絶縁性接着層３６と同様に物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる２層構造のものであり、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。このように、本発明では、２つの半導体チップを積層するばかりでなく、３つ以上の半導体チップを積層することができる。
【００６２】
さらに、第１及び第２の半導体チップ１４，１６の表面には絶縁性樹脂からなるカバー膜５６，５８が設けられている。図２３は図２２の半導体チップを示す平面図である。図２３（Ａ）は第１の半導体チップ１４の表面に設けられたカバー膜５６を示す。図２３（Ｂ）は第２の半導体チップ１６の表面に設けられたカバー膜５８を示す。カバー膜５６，５８はそれぞれ第１及び第２の半導体チップ１４，１６の電極パッド２２，２４が設けられている面の少なくとも電極パッド２２，２４から半導体チップ１４，１６の外周端までの領域に設けられている。カバー膜５６，５８は第１及び第２のワイヤ２６，２８を押しつけたときに第１及び第２のワイヤ２６，２８が第１及び第２の半導体チップ１４，１６の表面に直接に接触しないようにするために設けられている。
【００６３】
図２６は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。図２６（Ａ），（Ｂ）において、第１の半導体チップ１４をチップ搭載部材としての基板１２に搭載する。第１の半導体チップ１４は上面に回路及び電極パッド２２を有し、基板１２はボンディング端子１８，２０を有する。第１の半導体チップ１４の下面（非回路面）にはフィルム状の絶縁性接着層３４が固着されており、基板１２を加熱しながら矢印で示されるように第１の半導体チップ１４を基板１２に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４を絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定する。それから、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とを第１のワイヤ２６によってワイヤボンディングする。なお、接着に際して、基板１２を加熱する代わりに、第１の半導体チップ１４を加熱してもよい。
【００６４】
図２６（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）において、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層して配置し、搭載する。第２の半導体チップ１６は上面に回路及び電極パッド２４を有し、第２の半導体チップ１６の下面（非回路面）には絶縁性接着層３６が固着されている。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。絶縁性接着層３６の詳細な構造は例えば図１から図９に示されているものに相当する。
【００６５】
図２６（Ｃ）に示す状態においては、絶縁性接着層３６の第２の接着層４０が第２の半導体チップ１６に固着されており、絶縁性接着層３６の第１の接着層３８は第２の接着層４０に重ね合わせられて固着された状態で第１の半導体チップ１４に対面している。
第２の半導体チップ１６を加熱しながら矢印で示されるように第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつけることにより、第２の半導体チップ１６を絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定する。絶縁性接着層３６の第１の接着層３８は、例えば、加熱により第２の接着層４０よりも粘度が低くなり、７０〜２００℃程度に加熱することで１０〜５０Ｐａ・ｓ程度の粘度となる。そこで、第１の半導体チップ１４にボンディングされている第１のワイヤ２６の少なくとも一部が第１の接着層３８に容易に入り込む。第１のワイヤ２６の少なくとも一部は第１の接着層３８に入り込むが、第２の接着層４０には入り込まず、上記したように、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面の微細な凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。これによって、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０によって押しつけられるにもかかわらず、第１のワイヤ２６の位置ずれが防止され、ショートの発生が防止される。なお、接着に際して、第２の半導体チップ１６を加熱する代りに、基板１２をホットプレート等で加熱することで、第１の半導体チップ１４および第１のワイヤ２６を加熱しておいてもよい。
【００６６】
その後、図２６（Ｆ）に示されるように、第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板１２のボンディング端子２０とを第２のワイヤ２８によってワイヤボンディングする。それから、図２６（Ｇ）に示されるように、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止樹脂３０によってモールディングし、樹脂封止を行う。それから、図２６（Ｈ）に示されるように、基板１２の裏面側に外部接続端子としてのはんだボール３２を形成する。
【００６７】
このようにして、第１の半導体チップ１４が絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定され、第２の半導体チップ１６が物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されてなる半導体装置１０が形成される。
【００６８】
図２７は図２６（Ｃ）の絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る例を示す図である。図２７（Ａ）において、絶縁性接着層３６の第２の接着層４０となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）４０Ｆを準備する。シート状接着剤４０Ｆは第２の半導体チップ１６の面積よりも大きく、図２７（Ｅ）で示す半導体ウエハ６０に相当する面積を有する。
【００６９】
図２７（Ｂ）において、シート状接着剤４０Ｆに凹凸パターン４２Ｐを形成する。凹凸パターン４２Ｐの形成は、型押し法、エッチング、および機械加工（レーザー加工やブレードによる加工）などの種々の方法で実施することができる。図２７（Ｃ），（Ｄ）において、凹凸パターン４２Ｐを有するシート状接着剤４０Ｆに、絶縁性接着層３６の第１の接着層３８となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）３８Ｆを貼り合わせる。この場合にも、シート状接着剤３８Ｆは半導体ウエハ６０に相当する面積を有する。こうして、シート状接着剤３８Ｆとシート状接着剤４０Ｆとからなるシート状絶縁性接着層３６Ｆが形成される。凹凸パターン４２Ｐはシート状接着剤４０Ｆとシート状接着剤３８Ｆとの間の界面に設けられた凹凸構造４２となる。
【００７０】
図２７（Ｅ）において、シート状絶縁性接着層３６Ｆを半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。この場合、シート状接着剤４０Ｆを半導体ウエハ６０側にしてシート状絶縁性接着層３６Ｆを半導体ウエハ６０に貼り合わせる。図２７（Ｆ），（Ｇ）において、ダイシングシート６２をシート状絶縁性接着層３６Ｆに貼り合わせ、図２７（Ｈ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６はダイシングシート６２からはがして使用される。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層３６が貼りつけられており、絶縁性接着層３６は、物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、それらの界面に凹凸構造４２が形成された絶縁性接着層３６が貼りつけられている。
【００７１】
図２８は図２６（Ｃ）の絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る他の例を示す図である。図２８（Ａ），（Ｂ）において、半導体ウエハ６０に絶縁性接着層３６の第２の接着層４０となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）４０Ｆを貼りつける。図２８（Ｃ）において、シート状接着剤４０Ｆに凹凸パターン４２Ｐを形成する。凹凸パターン４２Ｐの形成は、型押し法、エッチング、および機械加工（レーザー加工やブレードによる加工）などの種々の方法で実施することができる。図２８（Ｄ）において、凹凸パターン４２Ｐを有するシート状接着剤４０Ｆに、絶縁性接着層３６の第１の接着層３８となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）３８Ｆを貼り合わせる。
【００７２】
図２８（Ｅ），（Ｆ）において、こうして、シート状接着剤３８Ｆとシート状接着剤４０Ｆとからなるシート状絶縁性接着層３６Ｆが形成される。シート状絶縁性接着層３６Ｆのシート状接着剤４０Ｆは半導体ウエハ６０側にある。凹凸パターン４２Ｐはシート状接着剤４０Ｆとシート状接着剤３８Ｆとの間の界面に設けられた凹凸構造４２となる。ダイシングシート６２をシート状絶縁性接着層３６Ｆに貼り合わせ、図２８（Ｇ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６はダイシングシート６２からはがして使用される。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層３６が貼りつけられており、絶縁性接着層３６は、物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、それらの界面に凹凸構造４２が形成されている。
【００７３】
図２７及び図２８に示すようにして得られた第２の半導体チップ１６を図２６（Ｃ）において使用する。絶縁性接着層３６は、半導体ウエハ６０に貼り付けられたシート状接着剤３８Ｆ，４０Ｆにより形成されたものであり、シート状接着剤３８Ｆ，４０Ｆは半導体ウエハ６０の段階で貼りつけ処理されるものであるので、取り扱いが容易であり、かつ個片化された半導体チップ当たりの接着剤量をより均一にすることができる。
【００７４】
図２９は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。この例では、第２の半導体チップ１６は単一の凹凸構造を有する絶縁性接着層６４によって第１の半導体チップ１４に接着、固定される。
【００７５】
図２９（Ａ），（Ｂ）において、第１の半導体チップ１４をチップ搭載部材としての基板１２に搭載する。第１の半導体チップ１４は上面に回路及び電極パッド２２を有し、基板１２はボンディング端子１８，２０を有する。第１の半導体チップ１４の下面（非回路面）には絶縁性接着層３４が固着されており、第１の半導体チップ１４を加熱しながら第１の半導体チップ１４を基板１２に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４を絶縁性接着層３４によって基板１２に接着、固定する。それから、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２と基板１２のボンディング端子１８とを第１のワイヤ２６によってワイヤボンディングする。
【００７６】
図２９（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）において、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層して配置し、搭載する。第２の半導体チップ１６は上面に回路及び電極パッド２４を有し、第２の半導体チップ１６の下面（非回路面）には絶縁性接着層６４が固着されている。絶縁性接着層３６は単一のシート状接着層からなり、絶縁性接着層６４の第２の半導体チップ１６とは反対側の表面に微細な凹凸構造６６が一様に形成されている。
【００７７】
基板１２を加熱しながら第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつけることにより、第２の半導体チップ１６を絶縁性接着層６４によって第１の半導体チップ１４に接着、固定する。絶縁性接着層６４は温度上昇により粘度が低くなり、すでにボンディングされている第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層６４に入り込む。例えば、絶縁性接着層６４は６０〜１５０℃程度に加熱することで３０〜５０Ｐａ・ｓ程度の粘度となる。
【００７８】
この場合、基板１２をホットプレート等で加熱し、第１のワイヤ２６の温度が高く、絶縁性接着層６４の温度が低い状態で、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に向かって押しつける。第１のワイヤ２６は温度が低い状態の絶縁性接着層６４によって押しつけられ、凹凸構造６６の凹部によって案内又は規制されつつループが低くなるように変形する。第１のワイヤ２６は位置ずれすることなく変形し、よって、ショートの発生が防止される。
【００７９】
絶縁性接着層６４は第１のワイヤ２６と接触することによりその温度が上昇していき、粘度が低下して、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層６４に入り込む。この場合、第１のワイヤ２６は絶縁性接着層６４によって押しつけられてループが低くなるように変形しながら絶縁性接着層６４に入り込む。従って、第１のワイヤ２６が第２の半導体チップ１６の底面と接触することがない。
【００８０】
その後、図２９（Ｆ）に示されるように、第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と基板１２のボンディング端子２０とを第２のワイヤ２８によってワイヤボンディングする。それから、図２９（Ｇ）に示されるように、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止樹脂３０によってモールディングし、樹脂封止を行う。それから、基板１２の裏面側に外部接続端子としてのはんだボール３２を形成する。
【００８１】
図３０は図２９（Ｃ）の絶縁性接着層６４を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る例を示す図である。図３０（Ａ），（Ｂ）において、絶縁性接着層６４となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）６４Ｆを半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。シート状接着剤６４Ｆには凹凸構造６６が形成されている。凹凸構造６６は前に説明した凹凸構造４２と同様に微小な一様なパターンで形成される。
【００８２】
シート状接着剤６４Ｆを、半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。図３０（Ｃ），（Ｄ）において、ダイシングシート６２をシート状接着剤６４Ｆに貼り合わせ、図３０（Ｅ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層６４が貼りつけられており、その表面には凹凸構造６６が形成されている。
【００８３】
図３１は図２９（Ｃ）の絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６を得る他の例を示す図である。図３１（Ａ），（Ｂ）において、絶縁性接着層６４となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）６４Ｆを半導体集積回路が形成された半導体ウエハ６０の非回路面に貼り合わせる。図３１（Ｃ）において、シート状接着剤６４Ｆに凹凸構造（凹凸パターン）６６を形成する。凹凸構造６６の形成は、型押し法、エッチング、および機械加工（レーザー加工やブレードによる加工）などの種々の方法で実施することができる。図３１（Ｄ），（Ｅ）において、ダイシングシート６２をシート状接着剤６４Ｆに貼り合わせ、図３１（Ｆ）において、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。第２の半導体チップ１６には絶縁性接着層６４が貼りつけられている。
【００８４】
図３０及び図３１に示すようにして得られた第２の半導体チップ１６を図２９（Ｃ）において使用する。絶縁性接着層６４は、半導体ウエハ６０に貼り付けられたシート状接着剤６４Ｆにより形成されたものであり、シート状接着剤６４Ｆは半導体ウエハ６０の段階で貼りつけ処理されるものであるので、取り扱いが容易であり、かつ１つの個片化された半導体チップ当たりの接着剤量をより均一にすることができる。
【００８５】
図３２は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。図３３は図３２で示した半導体装置１０を構成するために用いられるリードフレームを示す部分平面図である。この実施例においては、チップ搭載部材としてリードフレーム６８が使用される。図３３に示されるように、リードフレーム６８は、複数のダイパッド７０と、各ダイパッド７０のまわりに形成されたリード７２とを有する。ダイパッド７０は四隅部に位置する支持部７４により周辺フレーム部分７６に支持されている。半導体チップの搭載後にリード７２及び支持部７４は周辺フレーム部分７６から切断される。
【００８６】
図３２において、半導体装置１０は、チップ搭載部材としてのリードフレーム６８と、リードフレーム６８のダイパッド７０に搭載された第１の半導体チップ１４と、第１の半導体チップ１４に積層して配置された第２の半導体チップ１６とからなる。第１の半導体チップ１４の電極パッド２２とリードフレーム６８のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとは第１のワイヤ２６によって電気的に接続されている。第２の半導体チップ１６の電極パッド２４とリードフレーム６８の他のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとは第２のワイヤ２８によって電気的に接続されている。
【００８７】
実施例においては、リードフレーム６８のダイパッド７０の上下にそれぞれ２組の積層された第１及び第２の半導体チップ１４，１６が設けられている。さらに、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８は封止樹脂３０によって封止されている。リードフレーム６８のリード７２の外端部分（アウターリード）７２Ｏは外部接続端子となる。
【００８８】
第１の半導体チップ１４は絶縁性接着層３４によってダイパッド７０に接着、固定され、第２の半導体チップ１６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなる絶縁性接着層３６によって第１の半導体チップ１４に接着、固定されている。第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。そして、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込み、凹凸構造４２に接している。従って、図３２の半導体装置１０の作用は、図１の半導体装置１０の作用と同様である。
【００８９】
図３４は図３２の半導体装置１０の製造方法を示す図である。図３４の製造方法は図２６の製造方法と類似している。図３４（Ａ），（Ｂ）において、第１の半導体チップ１４をチップ搭載部材としてのリードフレーム６８のダイパッド７０に搭載する。第１の半導体チップ１４の非回路面には絶縁性接着層３４が固着さられており、ダイパッド７０を加熱しながら第１の半導体チップ１４をダイパッド７０に向かって押しつけることにより、第１の半導体チップ１４を絶縁性接着層３４によってダイパッド７０に接着、固定する。なお、接着に際して、ダイパッド７０を加熱する代わりに、第１の半導体チップ１４を加熱してもよい。
図３４（Ｃ），（Ｄ）において、第１の半導体チップ１４の電極パッド２２とリードフレーム６８のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとを第１のワイヤ２６によってワイヤボンディングする。
【００９０】
図３４（Ｅ），（Ｆ）において、第２の半導体チップ１６を第１の半導体チップ１４に積層して配置し、第２の半導体チップ１６を加熱しながら搭載する。第２の半導体チップ１６の非回路面には絶縁性接着層３６が固着されている。絶縁性接着層３６は物性の異なる第１の接着層３８と第２の接着層４０とからなり、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面には微細な凹凸構造４２が一様に形成されている。絶縁性接着層３６の詳細な構造は例えば図１から図９に示されているものに相当する。なお、搭載に際して、第２の半導体チップ１６を加熱する代わりに、ダイパッド７０を加熱することで第１の半導体チップ１４および第１のワイヤ２６を加熱しておいてもよい。
【００９１】
図３４（Ｅ），（Ｆ）においては、前に説明したのと同様に、第１のワイヤ２６の少なくとも一部が絶縁性接着層３６の第１の接着層３８に入り込む。第１のワイヤ２６の少なくとも一部は第１の接着層３８に入り込むが、第２の接着層４０に入り込まず、第１の接着層３８と第２の接着層４０との界面の微細な凹凸構造４２の凹部によって案内又は規制され、あるいは第１のワイヤ２６は凹凸構造４２の凹部に嵌合する。これによって、第１のワイヤ２６が第２の接着層４０によって押しつけられるにもかかわらず、第１のワイヤ２６の位置ずれが防止され、ショートの発生が防止される。
【００９２】
図３５は図３４の続きの工程を示す図である。図３５（Ａ），（Ｂ）において、第２の半導体チップ１６の電極パッド２４と別のリード７２の内端部分（インナーリード）７２Ｉとを第２のワイヤ２８によってワイヤボンディングする。それから、図３５（Ｃ）に示されるように、第１及び第２の半導体チップ１４，１６及び第１及び第２のワイヤ２６，２８を封止樹脂３０によってモールディングし、樹脂封止を行う。それから、図３４（Ｄ）に示されるように、リード７２及び支持部７４をリードフレーム６８の周辺フレーム部分７６から切断し、リード７２を所定の形状に成形する。なお、リード７２がめっきにより耐酸化性及び耐腐食性に優れたものとなるように、リードフレーム６８には外装めっき処理（Ｓｎめっき等）を行っていてもよい。
【００９３】
図３４（Ｅ），（Ｆ）に示される絶縁性接着層３６を貼りつけた第２の半導体チップ１６は、図２７及び図２８に示した方法で得られる。すなわち、図２７に示される方法では、第２の接着層３８となる凹凸パターン４２Ｐを形成したシート状接着剤４０Ｆに、第１の接着層３８となるシート状接着剤３８Ｆを貼り合わせ、シート状接着剤３８Ｆとシート状接着剤４０Ｆとからなるシート状絶縁性接着層３６Ｆを半導体ウエハ６０に貼り合わせ、そして、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。
【００９４】
また、図２８に示される方法では、半導体ウエハ６０に第２の接着層４０となるシート状接着剤４０Ｆを貼りつけ、シート状接着剤４０Ｆに凹凸パターン４２Ｐを形成し、シート状接着剤４０Ｆに第１の接着層３８となるシート状接着剤（絶縁性接着フィルム）３８Ｆを貼り合わせ、半導体ウエハ６０をダイシングし、第２の半導体チップ１６に個片化する。
【００９５】
図３６は図３４及び図３５の半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。図３６（Ａ），（Ｂ）は図３４（Ｅ）に相当する。すなわち、この例では、第２の半導体チップ１６は凹凸構造６６を有する単一の絶縁性接着層６４によって第１の半導体チップ１４に接着、固定される。図３４（Ａ）から（Ｄ），（Ｆ）、及び図３５（Ａ）から（Ｄ）の処理は、図３６（Ａ），（Ｂ）の前後に適用される。図３６に示される半導体装置１０の製造方法の特徴は図２９の半導体装置１０の製造方法と同様であり、図２９の半導体装置１０の製造方法と同様の作用効果を奏する。
【００９６】
以上説明した実施例は以下の特徴を含む。
【００９７】
（付記１）チップ搭載部材に搭載された第１の半導体チップと、
該第１の半導体チップ上に積層して配置された第２の半導体チップとを含む半導体装置において、
該第１の半導体チップと該第２の半導体チップとの間には重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなる絶縁性接着層が配設され、
該第１の接着層と該第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されている、
ことを特徴とする半導体装置。（１）
【００９８】
（付記２）前記第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを電気的に接続する第１のワイヤの一部が、前記絶縁性接着層の前記第１の接着層に入り込んでいることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。（２）
【００９９】
（付記３）該チップ搭載部材は基板及びリードフレームの一方からなり、該チップ搭載部材の端子は該基板のボンディング端子及び該リードフレームのリードの一方からなることを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
【０１００】
（付記４）該凹凸構造は、該第１のワイヤの一部が嵌合する形状を有することを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
【０１０１】
（付記５）該凹凸構造の凹部と凹部の間又は凸部と凸部の間のピッチが、第１の半導体チップの電極パッドのピッチと等しいか、またはそれよりも小さいことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の半導体装置。（３）
【０１０２】
（付記６）該第１の接着層には、第１のワイヤの直径よりも大きな直径のフィラーが含有されていることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０３】
（付記７）第の半導体チップの電極パッドが第１の半導体チップの中央部に列状に配置されていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０４】
（付記８）第１の半導体チップの電極パッドが千鳥状に列状に配置され、または、第１の半導体チップの電極パッドが列をなして配置され、かつ第１のワイヤが千鳥配置となるように該電極パッドにボンディングされていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０５】
（付記９）第１の半導体チップの電極パッドが設けられている面の少なくとも電極パッドから半導体チップの外周端までの領域には、絶縁性樹脂からなるカバー膜が形成されていることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０６】
（付記１０）第１の接着層は低粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体装置。（４）
【０１０７】
（付記１１）第１の接着層は熱硬化性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、第２の接着層は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０８】
（付記１２）半導体装置の製造時に、第１の接着層は第１のワイヤが第１の接着層に容易に入り込むことができる硬度を有し、第２の接着層は第１のワイヤが第２の接着層に入り込みにくい硬度を有することを特徴とする付記１から１１のいずれかに記載の半導体装置。
【０１０９】
（付記１３）第２の接着層はポリイミド樹脂を含むことを特徴とする付記１２に記載の半導体装置。
【０１１０】
（付記１４）第２の接着層は無機フィラーを高濃度に含有することを特徴とする付記１３に記載の半導体装置。
【０１１１】
（付記１５）第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、
該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、
互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなり、該第１の接着層と該第２の接着層の界面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層の該第２の接着層が固着されている第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し、
且つ該第１のワイヤの一部が該絶縁性接着層の該第１の接着層に入り込むように絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着し、
該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。（５）
【０１１２】
（付記１６）前記ダイシングの前に、該第２の接着層の表面に凹凸構造を形成し、該第２の接着層と該第１の接着層とを重ね合わせ、該第１の接着層と該第２の接着層とからなる該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１５に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１３】
（付記１７）前記ダイシングの前に、該第２の接着層を半導体ウエハに固着し、該第２の接着層の表面に微細な凹凸構造を形成し、該第２の接着層と該第１の接着層とを重ね合わせ、該第１の接着層と該第２の接着層とからなる該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１５に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１４】
（付記１８）該絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着する際に、加熱により第１の接着層に第１のワイヤが入り込むことができる程度の粘度を付与することを特徴とする付記１５に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１５】
（付記１９）第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、
該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、
表面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層が固着されている半導体ウエハをダイシングして第２の半導体チップに分割し、
該第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し且つ該第１のワイヤの少なくとも一部が該絶縁性接着層に入り込むように絶縁性接着層を該第１の半導体チップに固着し、
該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１６】
（付記２０）前記ダイシングの前に、該絶縁性接着層の表面に凹凸構造を形成し、該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１７】
（付記２１）前記ダイシングの前に、該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着し、該絶縁性接着層の表面に微細な凹凸構造を形成し、該絶縁性接着層を半導体ウエハに固着することを特徴とする付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１８】
（付記２２）該絶縁性接着層を該第１の半導体チップに固着する際に、第２の半導体チップを押下することで、第１のワイヤのループ形状を変形させることを特徴とする付記１９に記載の半導体装置。
【０１１９】
（付記２３）該絶縁性接着層を該第１の半導体チップに固着する際に、該絶縁性接着層内又は該絶縁性接着層の表面に形成された凹凸構造に第１のワイヤの少なくともループの一部を嵌合させることを特徴とする付記１５又は１９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１２０】
（付記２４）第２の半導体チップを押下して、第１のワイヤのループ形状を変形させる際に、第２の半導体チップを第１の半導体チップの電極パッドの列の方向に沿って移動させつつ押下することを特徴とする付記２３に記載の半導体装置の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上説明したように、本発明によれば、複数の積層配置された半導体チップを含む半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。
【図２】図２は第２の半導体チップを第１の半導体チップに固着する絶縁性接着層の例を示す断面図である。
【図３】図３は絶縁性接着層の他の例を示す断面図である。
【図４】図４は絶縁性接着層の凹凸構造の例を示す斜視図である。
【図５】図５は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す斜視図である。
【図６】図６は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す斜視図である。
【図７】図７は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す平面図である。
【図８】図８は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す平面図である。
【図９】図９は絶縁性接着層の凹凸構造の他の例を示す平面図である。
【図１０】図１０は図１の半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は図１の半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図１２】図１２は第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの例を示す平面図である。
【図１３】図１３は第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの例を示す平面図である。
【図１４】図１４は第１の半導体チップと第２の半導体チップの組み合わせの例を示す平面図である。
【図１５】図１５は図１２の矢印ＸＶから見た半導体装置の側面図である。
【図１６】図１６は第１のワイヤが凹凸構造の凹部に嵌合した例を示す断面図である。
【図１７】図１７は第１のワイヤが凹凸構造の凹部に嵌合した他の例を示す断面図である。
【図１８】図１８は電極パッドが中央部に列状に配置されているセンターパッドのタイプの半導体チップの例を示す平面図である。
【図１９】図１９は電極パッドが千鳥状に列状に配置されている半導体チップの例を示す平面図である。
【図２０】図２０は半導体チップの電極パッドが列をなして配置され、かつ第１のワイヤが千鳥配置となるように電極パッドにボンディングされている半導体チップの例を示す平面図である。
【図２１】図２１は半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図２２】図２２は半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図２３】図２３は図２２の半導体チップを示す平面図である。
【図２４】図２４は凹凸構造がない場合に第１のワイヤを押しつけるときに第１のワイヤが変形する例を示す図である。
【図２５】図２５は凹凸構造がある場合に第１のワイヤを押しつけるときに第１のワイヤが変形する例を示す図である。
【図２６】図２６は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。
【図２７】図２７は図２６の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る例を示す図である。
【図２８】図２８は図２６の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る図である。
【図２９】図２９は本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３０】図３０は図２９の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る例を示す図である。
【図３１】図３１は図２９の絶縁性接着層を貼りつけた第２の半導体チップを得る例を示す図である。
【図３２】図３２は本発明の実施例による半導体装置を示す断面図である。
【図３３】図３３は図３２のリードフレームを示す部分平面図である。
【図３４】図３４は図３２の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３５】図３５は図３４の続きの工程を示す図である。
【図３６】図３６は図３４及び図３５の半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０ 半導体装置
１２ 基板
１４ 第１の半導体チップ
１６ 第２の半導体チップ
２６ 第１のワイヤ
２８ 第２のワイヤ
３０ 封止樹脂
３４ 絶縁性接着層
３６ 絶縁性接着層
３８ 第１の接着層
４０ 第２の接着層
４２ 凹凸構造
６０ 半導体ウエハ
６４ 絶縁性接着層
６６ 凹凸構造
６８ リードフレーム
７０ ダイパッド
７２ リード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ搭載部材に搭載された第１の半導体チップと、
該第１の半導体チップ上に積層して配置された第２の半導体チップとを含む半導体装置において、
該第１の半導体チップと該第２の半導体チップとの間には重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなる絶縁性接着層が配設され、
該第１の接着層と該第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されている、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の半導体チップの電極パッドと前記チップ搭載部材の電極とを電気的に接続する第１のワイヤの一部が、前記絶縁接着層の前記第１の接着層に入りこんでいることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹凸構造の凹部と凹部の間又は凸部と凸部の間のピッチが、第１の半導体チップの電極パッドのピッチと等しいか、またはそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の接着層は低粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、前記第２の接着層は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の半導体装置。
【請求項５】
第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、
該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、
互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなり、該第１の接着層と該第２の接着層の界面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層の該第２の接着層が固着されている第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し、
且つ該第１のワイヤの一部が該絶縁性接着層の該第１の接着層に入り込むように絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着し、
該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
チップ搭載部材に搭載された第１の半導体チップと、
該第１の半導体チップ上に積層して配置された第２の半導体チップとを含む半導体装置において、
該第１の半導体チップと該第２の半導体チップとの間には重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなる絶縁性接着層が配設され、
該第１の接着層と該第２の接着層との界面には微細な凹凸構造が一様に形成されている、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の半導体チップの電極パッドと前記チップ搭載部材の電極とを電気的に接続する第１のワイヤの一部が、前記絶縁接着層の前記第１の接着層に入りこんでいることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹凸構造の凹部と凹部の間又は凸部と凸部の間のピッチが、第１の半導体チップの電極パッドのピッチと等しいか、またはそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の接着層は低粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなり、前記第２の接着層は高粘度熱可塑性を有する絶縁性フィルム状樹脂接着層からなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の半導体装置。
【請求項５】
第１の半導体チップをチップ搭載部材に搭載し、
該第１の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第１のワイヤにより電気的に接続し、
互いに重ね合わせられた物性の異なる第１の接着層と第２の接着層とからなり、該第１の接着層と該第２の接着層の界面に微細な凹凸構造が形成されている絶縁性接着層の該第２の接着層が固着されている第２の半導体チップを該第１の半導体チップに積層して配置し、
且つ該第１のワイヤの一部が該絶縁性接着層の該第１の接着層に入り込むように絶縁性接着層の該第１の接着層を該第１の半導体チップに固着し、
該第２の半導体チップの電極パッドと該チップ搭載部材の端子とを第２のワイヤにより電気的に接続する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２００６−１２８１６９（Ｐ２００６−１２８１６９Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１０６４９（Ｐ２００４−３１０６４９）
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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