[发明专利]半导体装置和制造方法

说明书

本发明提供了一种半导体装置，包括：在第一半导体基板上的多个凸块；在所述第一半导体基板上的所述多个凸块之外的区域中的透镜材料，其中，离所述透镜材料最近的凸块的一侧与所述透镜材料的离所述凸块最近的一侧之间的距离大于离所述透镜材料最近的所述凸块的直径的两倍，以及其中，离所述透镜材料最近的所述凸块的一侧与所述透镜材料的离所述凸块最近的一侧之间的距离大于所述凸块的最小间距；和坝，所述坝形成在所述第一半导体基板上，其中所述坝形成在所述透镜材料与所述多个凸块之间。

本申请是申请日为2016年2月22日、发明名称为“半导体装置和制造方法以及电子设备”的申请号为201680005481.2专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求享有于2015年3月5日提交的日本在先专利申请JP 2015-043553的权益，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种半导体装置和制造方法以及电子设备，具体地，涉及一种使得可以容易地进行半导体芯片的接合的半导体装置和制造方法以及电子设备。

背景技术

设计了一种使半导体芯片电连接的技术，其通过使用凸块的倒装芯片接合而允许连接部分具有多个引脚和较低的电容，并且与现有技术中使用引线接合的连接相比，提高了半导体芯片之间的数据交换速度(例如，参见PTL 1)。

作为该技术的应用，有一项通过倒装芯片接合将外围电路堆叠在表面型固态成像装置的光收集面侧的技术。在表面型固态成像装置的光收集面侧进行倒装芯片接合需要在光收集面上形成凸块。然而，称为片上透镜的光收集结构形成在光收集面上，并且形成这些片上透镜的有机物质等透镜材料堆叠在包括外围电路区域以及像素区域的整个光收集面上。因此，为了将凸块连接到形成于半导体基板上的凸块连接用电极焊盘，在透镜材料上形成了开口，并且在开口上形成凸块。

在这种情况下，开口的深度增大了透镜材料的厚度的量，这使得难以形成高精度的凸块。这不仅适用于固态成像装置，而且也适用于使用聚酰亚胺等树脂作为保护膜的元件。

如上所述，在其中在形成有凸块的区域中存在透镜材料的情况下，不能容易地进行半导体芯片的接合。

另一方面，存在一种其中通过使第一半导体芯片和第二半导体芯片制成彼此面对并且通过凸块彼此接合而堆叠的固态成像装置，其中，在第一半导体芯片中形成有光电转换元件和连接用电极等，在第二半导体芯片中形成有A/D转换电路、信号处理电路、逻辑运算电路等以及收集用电极。

用于相机等的固态成像装置的像素数通常为数百万到数千万，因此需要大量的连接用电极；连接用电极以几十微米的间距的高密度进行配置。

为了精确地连接以高密度配置的连接用电极，需要在第一半导体芯片和第二半导体芯片的每个上都配置对准标记，并且在基于对准标记进行精确对准的同时进行凸块接合。

凸块接合方法包括芯片上芯片接合(chip-on-chip bonding)方法(例如，参见PTL2)和晶片上芯片接合(chip-on-wafer bonding)方法(例如，参见PTL 3)。芯片上芯片接合方法是一种以半导体芯片为单位使半导体芯片接合的方法，该方法接合效率低并且不适于批量生产。

晶片上芯片接合方法是一种将多个第二半导体芯片接合到半导体晶片上的方法，其中，第一半导体芯片在半导体晶片上配置成矩阵形式。虽然这种方法与芯片上芯片接合方法相比提高了接合效率，但是在将第二半导体芯片逐个接合到半导体晶片上的情况下，每个半导体晶片接合所花费的时间与待接合的第二半导体芯片的数量成比例地延长。这不仅导致了生产量的下降，而且还延长了凸块接合所需的热处理的时间，进而增大了半导体晶片上的热负荷。