[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法。特别是涉及在作为电视或计算机等的信息设备的显示装置使用的液晶显示面板的玻璃基板上边，用玻璃上的芯片(COG)方式装配的半导体装置，或在内置于电子设备内进行控制的印制布线基板上边，用板上芯片(COB)方式装配的半导体装置和该半导体装置的制造方法。

技术背景

首先，用图18～图19，以中介各向异性导电薄膜用COG方式装配在液晶显示面板上的半导体装置为例，对现有的半导体装置进行说明。

图18和图19都是现有的半导体装置，图18的剖面图示出了具有直壁式的凸点的半导体装置，图19的剖面图示出了具有蘑菇式的凸点的半导体装置。

图20的示意性剖面图示出了中介各向异性导电薄膜把图18所示的半导体装置装配到液晶显示面板的玻璃基板上的状态。

图18所示的半导体装置10，在半导体芯片10a(虽然示出了简单的剖面，但实际上形成有多个MOS晶体管等的元器件)的一面上，设有由铝构成的多个(在图中，仅仅放大示出了2个)的输入输出端子用电极焊盘2。在该半导体芯片10a上，设置了在各个电极焊盘上边具有开口部分3a的绝缘膜3，在与该绝缘膜3上边的各个电极焊盘2对应的位置上，通过各自的开口部分3a，中介与电极焊盘2接触的电极膜12，设置直壁式的凸点15。

电极膜12使用用来防止电极焊盘2和作为凸点15的材质的金之间的相互扩散的金属、和具有保持凸点15的贴紧性的功能的金属这样的至少2层的电极膜。

该半导体装置10，例如如图20所示装配到形成了由ITO(In和Sn的氧化物)图形形成的布线17的液晶显示面板的玻璃基板16上边，而把使导电性粒子19分散后的各向异性导电薄膜18夹在中间。

这时，采用把导电性粒子19夹在半导体装置10的凸点15和玻璃基板16的布线17之间，并进行加热和加压的办法，使凸点15与布线17电连接。另外，在相邻的凸点彼此间，由于未把导电性粒子夹在中间，故保持绝缘性。

导电性粒子19，使用在有机高分子树脂的表面上形成有镍(Ni)和金(Au)的叠层膜，且直径为5微米～10微米之间的导电性粒子。

在图20中，为了便于进行图示，示出的是在各个凸点15和布线17之间分别夹持有2个或3个导电性粒子19的情况，但是，为了得到1Ω以下的电导，至少需要夹持10个左右的导电性粒子19。

为此，由实验结果得知，在导电性粒子19的直径为5微米的情况下，凸点15的上表面的面积必须在3000微米²以上。

这样一来，凸点15由于其上表面的面积必须在3000微米²以上，故若打算把凸点15的排列节距定为80微米，把凸点间的间隙定为20微米来进行设计，则必须把其尺寸定为60微米×50微米。

此外，凸点15的高度(从绝缘膜3的表面到凸点15的上表面为止的高度)，考虑到把导电性粒子19效率良好地捕捉到凸点15上边的情况，和用各向异性导电薄膜18的树脂填充半导体装置10和玻璃基板16之间的间隙的情况，在10微米～20微米之间进行设计。

此外，在凸点为直壁式，导电粒子的直径为5微米的情况下，其排列节距(连接节距)到50微米为止可以进行对应。

另一方面，如图19所示，也有设置蘑菇式的凸点25的半导体装置20。

该蘑菇式的凸点25，是金(Au)或铜(Cu)与金的叠层膜，用电镀法设置，但是与直壁式的凸点一样，中介电极膜12与半导体芯片20a的各个电极焊盘2导通。

在与图20所示的情况同样地使用各向异性导电薄膜，把具有该蘑菇式的凸点25的半导体装置20装配到基板上的情况下，如设导电性粒子19的直径为5微米，由于凸点25的直径大，故连接节距只能至80微米为止进行对应。

这样一来，在现有的半导体装置中有具备直壁式和蘑菇式这么2种类型的凸点的半导体装置，但是不论哪一种的凸点都可以用电镀法设置，故在其高度上易于产生不均一性。例如，在凸点的高度为15微米的情况下，会发生4微米(±2微米)左右的不均一性。为此，凸点与布线之间的电连接的状态也易于产生不均一性，使装配状态下的半导体装置的连接变得不稳定，在把液晶驱动用IC等的半导体装置装配到液晶显示面板上的情况下，存在着会招致显示不良的问题。

然而，液晶显示装置年年要求高精细显示，其中也有象素节距尺寸为20微米～40微米的液晶显示装置。