[发明专利]具有扁平电极和与其直接接触的突起电极的半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，其中第一半导体片状器件放置在第二半导体片状器件上，以便互相电连接。

现有技术

用在紧凑和轻型便携式电子装置如蜂窝电话中的电子部件已经最小化了，或者在没有使它们的主体最小化的情况下，其封装密度已经增加了，以便基本上利于电子装置的最小化。此外，通过在其中集成形成具有不同功能的集成电路如CPUs和存储器的集成电路的两个或多个半导体片状器件，已经实现了具有高封装密度的紧凑和轻重量高功能的半导体器件。

下面参照图5介绍这种常规半导体器件的例子。在图中，参考标号1表示其中多个扁平电极形成在第一半导体衬底的一侧上的第一半导体片状器件(semiconductor pellet)，在第一半导体衬底的内部包括半导体元件(未示出)。此外，在第一半导体片状器件1的那侧上或在其另一侧上形成用于外部连接的电极(未示出)。而且，参考标记4表示包括直径比第一半导体衬底2的直径小的第二半导体衬底5的第二半导体片状器件。并且，突起电极6安装在第二半导体衬底5的一侧上，以便突起电极6分别面向扁平电极3。相应地，通过使第一和第二半导体衬底2、5形成电极的一侧互相面对，以便一个衬底的每个电极放在另一个衬底的对应电极上，然后对这些重叠部分加热和加压以使这两个衬底2、5之间电连接，从而第一和第二半导体衬底2、5构成半导体器件7。

下面介绍制造这种半导体器件7的方法。

首先，如图6所示，制备第一半导体片状器件1。如图所示，第一半导体衬底2的一侧用具有形成为开口部分的主要部分的绝缘膜8覆盖。然后，在半导体衬底2上形成扁平电极3。就是说，在绝缘膜8的开口部分中形成铝层3a，并与第一半导体片状器件1中的内部电路(未示出)电连接。此外，在铝层3a上形成阻挡金属(例如钛或镍)层3b。而且，钛层3b的表面用金层3c覆盖以利于其外部连接。通过这种方式，在半导体片状器件1的主表面上提供环形的两个或多个扁平电极3。

接着，如图7所示，制备第二半导体片状器件4。就象第一半导体衬底2一样，第二半导体衬底5的一侧用绝缘膜9覆盖。绝缘膜9具有形成为开口部分的主要部分，在开口部分中突起电极6形成在半导体衬底5上。即，在提供阶梯电极6b的绝缘膜9的开口部分中形成铝层6a。在本例中，电极6b是如下制备的：通过熔化金线的尖端以使其成为球形，并通过毛细管的底端压制金线的球形尖端，然后在被压部分的周围拉出金线，以便形成具有在半导体衬底5的一侧上的大直径基底部分和从基底部分延伸的小直径尖端部分的阶梯电极6b。

接下来，如图8所示，将图6的半导体片状器件1准确地放在被加热的工作台10上的预定位置上。这样，以预定温度(例如200摄氏度到300摄氏度)加热扁平电极3。另一方面，如图9所示，第二半导体片状器件4被吸盘11保持，然后与第一半导体1适当地对准。之后，吸盘11放下半导体片状器件4，以便在电极3、6之间形成每个连接。吸盘11包括加热装置(未示出)以在预定温度(例如200摄氏度到300摄氏度)加热突起电极6。