专利名称：半导体电路装置及其制造方法
本专利申请主张2000年5月19日提交的日本专利申请2000-148044的优先权，这里参照引入其内容。
本发明涉及具有半导体电路的半导体电路装置。具体而言，本发明涉及一种半导体电路装置及制造一种半导体电路装置的方法，该半导体电路装置具有与包含在半导体电路装置中的半导体电路电连接的连接部件。
近年来，在高度集成半导体电路装置领域中活跃地进行了研究和开发。然而，半导体电路的装置和配线的尺寸减少几乎达到极限。因此，需要增加衬底面积中的电路面积。
图1表示常规半导体电路装置20的俯视图。半导体电路装置20在衬底74的一上表面上具有连接部件40、配线50和半导体电路60。半导体电路60通过配线50电连接到连接部件40上，配线50由例如铝等材料制成。
如图1所示，连接部件40和半导体电路60位于半导体电路装置20的衬底74的同一上表面上。因此，难以提高半导体电路所占据面积对半导体电路装置20的整个面积的比率。另外，使用金制配线来将连接部件40连接到半导体电路装置20外的导线上。包含于金制配线中的例如电容等寄生元件引起电力损耗，并因此使得半导体电路装置的电子设计变难。
因此，本发明的一个目的是提供一种半导体电路装置和其制造方法，可克服常规技术存在的上述缺点。通过独立权利要求中所述组合可实现上述和其它目的。从属权利要求进一步定义了本发明的有益的、典型的组合。
根据本发明的第一方面，一个半导体电路装置包括一个衬底；一个形成于该衬底上表面上的半导体电路；和形成于该衬底侧面上的连接部件，该连接部件电连接于该半导体电路上。
该连接部件在所述衬底的所述上表面上可具有一上端部。该连接部件的上端部可电连接于该半导体电路上。该连接部件可具有一在衬底侧面内形成的凹槽上形成的下端部。该连接部件可进一步在衬底的上表面上具有一上端部；并且该连接部件的上端部可电连接于该连接部件的下端部。
可在凹槽的整个表面上形成该下端部。也可在部分凹槽表面上形成该下端部。可在面对衬底的上端部的整个底表面上形成该下端部。可穿过衬底的顶表面从一底表面开始在衬底的侧面上形成该凹槽。
连接部件的上端部可由不同于形成连接部件下端部的材料形成。该连接部件可形成于衬底的多个侧面上。可以预定间隔在衬底的侧面上形成多个连接部件。可由金来形成连接部件的下端部。
半导体电路装置的连接部件可与形成于另一半导体电路装置侧面上的另一连接部件电连接。凹槽具有一半圆柱形状。凹槽可具有一半圆锥形状。上端部的面积可大于与该上端部接触的下端部的面积。
根据本发明的第二方面，一个半导体电路装置包括一第一半导体电路装置和一第二半导体电路装置，该第一半导体电路装置包括第一衬底；一形成于该第一衬底的一个上表面上的第一半导体电路；和一形成于该第一衬底的一侧面上的第一连接部件，该第一连接部件电连接到该第一半导体电路上，该第二半导体电路装置包括一第二衬底；一形成于该第二衬底的一个上表面上的第二半导体电路；和一形成于该第二衬底的一侧面上的第二连接部件，该第二连接部件电连接到该第二半导体电路上；其中，该第一连接部件和该第二连接部件彼此电连接。
第一半导体电路装置的第一衬底的该侧面和第二半导体电路装置的第二衬底的该侧面可彼此接触，因此，第一连接部件和第二连接部件彼此电连接。
可在位于第一衬底的侧面内的一第一凹槽上形成该第一连接部件；可在位于第二衬底的侧面内的一第二凹槽上形成该第二连接部件；当第一连接部件和所述第二连接部件彼此接触时，可用导电材料来填充第一凹槽和第二凹槽。
第一衬底可具有一凹部，其中安装第二半导体电路装置，在该凹部的一侧面上形成第一连接部件；第一半导体电路装置的第一连接部件与第二半导体电路装置的第二连接部件彼此电连接。
根据本发明的第三方面，一种制造半导体电路装置的方法包括在衬底的上表面上形成一第一连接部件的步骤；穿过该衬底的上表面从底表面形成一孔的步骤，因此面对该上表面的该孔的一端被该第一连接部件覆盖；通过在孔的表面和面对该孔的第一连接部件的底表面上形成导电材料来形成第二连接部件的步骤；和切割衬底的步骤，因此沿所述衬底的切割面暴露部分所述第一连接部件和所述第二连接部件。
形成孔的步骤可形成半圆柱形状的孔。形成孔的步骤可形成半圆锥形状的孔。形成第一连接部件的步骤可形成第一连接部件，因此，第一连接部件的面积变得比与第一连接部件接触的第二连接部件的面积大。
本发明的概述不必描述本发明所有必需的特征。本发明也可是上述特征的子组合。本发明的上述和其它特征和优点将通过结合附图从下面实施例的描述而变得更明显。
图1表示常规半导体电路装置20的俯视图；图2表示本发明的一个实施例的半导体电路装置10的俯视图；图3A和3B表示形成于衬底70的侧面72a上的连接部件30的结构；图4表示连接部件30结构的另一实施例；图5A和5B表示连接部件30的结构的其它实施例；图6表示具有多个半导体电路装置10a、10b、10c和10d的合成半导体电路装置100的结构；图7A和7B表示合成半导体电路装置的另一实施例的结构的平面图；图8A和8B表示连接部件30a和130b的剖面；图9A-9E表示图2和图3中所示半导体电路装置10的制造过程。
现在基于最佳实施来描述本发明，该最佳实施例并不限制本发明的范围，而是例证本发明。实施例中所述的所有特征和其结合对本发明不是必然必要的。
图2表示本发明的一个实施例的半导体电路装置10的俯视图。半导体电路装置10具有衬底70、半导体电路60、连接部件30和配线50。半导体电路60形成于衬底70的上表面74上。连接部件30形成于衬底70的侧面72a、72b、72c和72d上。连接部件30通过配线50与包含于半导体电路60中的半导体元件电连接，配线50由例如铝等材料制成。
连接部件30最好位于衬底70的一个侧面或多个侧面上。在本实施例中，连接部件30形成于衬底70的多个侧面72a、72b、72c和72d上。
此外，以期望确定的预定间隔在衬底70的每个侧面上形成多个连接部件30。例如，如图2所示，从侧面72a至侧面72d以不变间隔在衬底70的侧面72上设置连接部件30。另外，也可对每个侧面72a-72d以不同间隔在衬底70的侧面72a-72d上设置连接部件30。
最好是，在衬底70的侧面上设置连接部件30，因此，当两个不同半导体电路装置10的每个侧面彼此接触时，位于两个不同半导体装置10的两个不同衬底70的每个侧面上的连接部件30彼此接触。
图3表示形成于衬底70的侧面72a上的连接部件30的结构。
图3A表示形成于衬底70的侧面72a上的连接部件30的结构的一个实施例。在该实例中，凹槽32形成于衬底70的侧面72a上。最好通过从衬底70的上表面74至底表面76切割衬底的侧面72来形成凹槽32。
在另一实施例中，通过从上表面74至衬底70的上表面74和底表面76之间的一个位置切割衬底70的侧面72来形成凹槽32。并且，也可通过从底表面76至衬底70的上表面74和底表面76之间的一个位置切割衬底70的侧面72来形成凹槽32。另外，可通过从位于衬底70的上表面74和底表面76之间的一个第一位置至位于衬底70的上表面74和底表面76之间的一个第二位置切割衬底70的侧面72a来形成凹槽32。
凹槽32可具有半圆柱形状或半圆锥形状。另外，凹槽32可具有多边形形状或多边形锥体形状。
如图3A所示，在衬底70的上表面74上暴露连接部件30的上表面。并且，配线50电连接于连接部件30的上表面。然而，配线50可电连接于衬底70内的连接部件30的上表面和下表面之间的区域上。此外，配线50可电连接于连接部件30的底表面上。
在图3A中，通过在整个凹槽32的表面上镀上导电材料来形成连接部件30。由例如金等导电材料形成连接部件30。在另一实施例中，可通过在凹槽32中填充导电材料来形成连接部件30。
图3B表示形成于衬底70的侧面72a上的连接部件30的结构的另一实施例。在该实施例中，凹槽32形成于衬底70的侧面72a上。图3B中，凹槽32具有半圆锥形状。然而，凹槽32可具有半圆柱形状。此外，凹槽32可具有多边形形状或多边形锥体形状。
连接部件30具有上端部36和下端部34。上端部36形成于衬底70的上表面74上。下端部34形成于在衬底70的侧面72a上形成的凹槽32上。连接部件30的上端部36电连接于连接部件30的下端部34上。具体而言，连接部件30的上端部36电连接于连接部件30的下端部34的顶表面上。上端部36的面积大于与上端部36接触的下端部34的上表面的面积。
通过在下端部34上提供上端部36，连接部件30可以可靠地连接到配线50上。因此，连接部件30可以可靠地电连接到半导体电路60上。
配线50电连接到连接部件30的上端部36上。如图2所示，连接部件30的上端部36通过配线50电连接到包含于半导体电路60中的半导体元件上。
在图3B中，通过在凹槽32的整个表面和面对下端部34的上端部36的整个底表面上镀导电材料来形成连接部件30的下端部34。
在另一实施例中，可通过在凹槽32中填充导电材料来形成下端部34。连接部件30的下端部34可由例如金等导电材料形成。连接部件30的上端部36也可由导电材料形成。上端部36可由不同于下端部34的材料形成。上端部36也可由与下端部34的相同的材料形成。
图4表示连接部件30结构的另一实施例。在图4中，连接部件30的上端部36与连接部件30的下端部34的上表面和侧面接触。除上端部36的结构外，该结构与图3B中所示结构相同。
图5A和5B表示连接部件30的结构的其它实施例。在图5A中，在凹槽32的部分表面上形成连接部件30。在图5B中，在面对下端部34的上端部36的整个底表面上形成连接部件30的下端部34。然而，可在面对下端部34的上端部36的部分底表面上形成连接部件30的下端部34。除下端部34的结构外，该结构与图3B中所示结构相同。
图6表示具有多个半导体电路装置10a、10b、10c和10d的合成半导体电路装置100的结构。每个半导体电路装置10a、10b、10c和10d分别在每个衬底70a、70b、70c和70d的侧面上具有连接部件30a、30b、30c和30d。连接部件30a-30d可具有从图3至图5所述结构中的一个结构。
半导体电路装置10a在衬底70a的上表面上具有半导体电路60a，并在衬底70a的两个侧面上具有连接部件30a。包括在半导体电路60a中的半导体元件通过配线50a电连接于连接部件30a。
半导体电路装置10b、10c和10d具有与半导体电路装置10a相同的结构。半导体电路装置10a-10d最好具有与图2中所述半导体电路装置10相同或相似的结构。在图6中，合成半导体电路装置100具有四个半导体电路装置10a-10d。然而，作为其它实施例，合成半导体电路装置10可具有两个半导体电路装置10或更多。
彼此邻接的半导体电路装置10a、10b、10c和10d的每一个的侧面彼此接触。因此，彼此邻接的半导体电路装置10a、10b、10c和10d通过每个连接部件30a-30d彼此电连接。例如，图6中，半导体电路装置10a的连接部件30a电连接于半导体电路装置10b的连接部件30b。另外，半导体电路装置10a的连接部件30a电连接于半导体电路装置10d的连接部件30d。然而，彼此邻接的所有半导体电路装置10a、10b、10c和10d不必彼此电连接。
每个半导体电路装置10a-10d最好具有相同形状。然而，合成半导体电路装置100可具有彼此具有不同形状的半导体电路装置10a-10d。
图7A表示具有半导体电路装置10e和10f的合成半导体电路装置100的另一实施例的结构的平面图。图7B表示合成半导体电路装置100的结构的剖面图。半导体电路装置10e具有连接部件30e。半导体电路装置10f具有连接部件30f。连接部件30e和30f可具有从图3至图5所述结构中的一个结构。
如图7B所示，半导体电路装置10e在其上表面上具有凹槽32e和凹部150。半导体电路装置10f位于半导体电路装置10e的凹部150e内。
半导体电路装置10e具有位于衬底70e上表面上的半导体电路60e和位于衬底70e侧面上的连接部件30e。包含于半导体电路60e中的半导体元件和连接部件30e通过配线50e彼此电连接。半导体电路装置10e的连接部件30e和半导体电路装置10f的连接部件30f彼此电连接。此外，半导体电路装置10e和10f的每个侧面彼此接触。
在图7A和7B中，合成半导体电路装置100具有两个半导体电路装置10e和10f。然而，合成半导体电路装置100可具有三个半导体电路装置10或更多，并且每个半导体电路装置10在其侧面上具有连接部件30。例如，半导体电路装置10e在上表面上具有多个凹部，并且在其侧面上具有连接部件的半导体电路装置10f可位于半导体电路装置10e的每个凹部内。
图8A和8B表示连接部件30a和30b的剖面，当每个半导体电路装置10a和半导体电路装置10b的侧面彼此接触时，连接部件30a和30b彼此电连接。
图8A表示彼此连接的连接部件30a和30b结构的剖视图。连接部件30a和连接部件30b具有与图3B中所述连接部件30相同的结构。
连接部件30a的上端部36a形成于衬底70a的上表面74a上。上端部36a通过配线50a电连接于包含在半导体电路60a中的半导体元件(未图示)上。类似地，连接部件30b的上端部36b形成于衬底70b的上表面74b上。上端部36b通过配线50b电连接于包含在半导体电路60b中的半导体元件(未图示)上。连接部件30a的下端部34a和连接部件30b的下端部34b在形成于每个衬底70a和70b的侧面上的凹槽32a和凹槽32b上形成。
在图8A和8B中，每个衬底70a和70b的侧面72a和72b彼此接触。因此，连接部件30a和30b彼此电连接。具体而言，连接部件30a的上端部36a的侧面和连接部件30b的上端部36b的侧面彼此接触并彼此电连接。
此外，位于与连接部件30a的侧面同一朝向的部分下端部34a和位于与连接部件30b的侧面同一朝向的部分下端部34b彼此接触并彼此电连接。上端部36a和36b和下端部34a和34b最好彼此接触并彼此电连接。然而，任一上端部36a和36b或下端部34a和34b的组合都可彼此接触并彼此电连接。
由凹槽32a和32b在衬底70a和70b的底表面76a和76b上形成孔部78。该孔部78由下端部34a和下端部34b覆盖。
图8B表示连接部件30a和30b结构的另一实施例的剖视图。在由连接部件30a和30b的凹槽32a和凹槽32b形成的整个孔部78中填充导电材料38。然而，可在孔部78中填充导电材料以外的材料。
此外，如图8B所示，最好在整个孔部78中填充导电材料38。然而，也可在部分孔部78中填充导电材料38。通过用导电材料38填充孔部78，可提高连接部件30a和30b的机械可靠性和电可靠性。
图9A-9E表示图2和图3中所示半导体电路装置10的制造过程。
如图9A所示，在衬底70的上表面74上形成一第一连接部件90。由例如铝等导电材料形成该第一连接部件90。另外，第一连接部件90通过配线50a和50b连接于包含于形成在衬底70的上表面74上的半导体电路中的半导体元件(未图示)上。配线50a和50b形成于衬底70的上表面74上。
接着，如图9B所示，将衬底70翻转。然后，从底表面76至上表面74通过蚀刻衬底70，直到暴露出部分第一连接部件90的底表面94来形成孔84。因为在衬底70的上表面74上形成该第一连接部件90，所以由该第一连接部件90覆盖孔84的底端。最好是，事先在除了通过蚀刻形成孔84的区域外的衬底70的底表面76上形成抗蚀层80。使用湿蚀刻来形成图9的孔84。然而，也可用干蚀刻来形成孔84。
接着，如图9C所示，在孔84的表面上形成氧化膜82。然后，通过例如电镀等方法将一例如金等导电材料附于孔84的表面和第一连接部件90的背面94上来形成第二连接部件92。在本实施例中，在氧化膜82的表面上形成该第二连接部件92，氧化膜82形成于衬底70的蚀刻区域的侧壁和第一连接部件90的底表面94上。最好形成氧化膜82，因此例如金等导电材料不会进入衬底70。接着，从衬底70的底表面76上去除图9B所示抗蚀层80。
接着，如图9D所示，沿切割线88切割衬底70从而将其分为半导体电路装置10a和10b。切割线88最好基本上穿过孔84的中心。因此，在通过沿切割线88切割衬底70所形成的切割面上暴露第一连接部件90和第二连接部件92。通过上述过程，可制造图3B和图8A中所示具有连接部件30a和30b的半导体电路装置10a和10b。
图9E表示由图9A至9D所述方法制造的半导体电路装置10a的结构的实例。
半导体电路装置10a在衬底70a的上表面74a上具有连接部件30a的上端部36a。切割第一连接部件90形成连接部件30a的上端部36a。并且，半导体电路装置10a在衬底70a的侧面72a上具有连接部件30a的下端部34a。衬底70a的侧面72a是沿切割线88切割衬底70而暴露的切割面。通过沿切割线88切割第二连接部件92形成连接部件30a的下端部34a。
这里，如图9E所示，连接部件30a的上端部36a最好通过配线50a连接到包含于半导体电路60a中的半导体元件上。另外，连接部件30a的下端部34a最好形成于氧化膜82a的表面上。
从上述可知，本实施例的半导体电路装置可扩大半导体电路装置上的半导体电路的面积。另外，本实施例的半导体电路装置可减少引起电力损耗的包含于配线中的例如电容等寄生元件。
虽然已通过典型实施例来描述了本发明，但应该明白，在不脱离仅由附加权利要求所定义的本发明的实质和范围下，本领域的技术人员可作出许多修改和替换。
权利要求
1．一种半导体电路装置，包括一衬底；一个形成于所述衬底上表面上的半导体电路；和一形成于所述衬底的所述侧面上的连接部件，所述连接部件电连接于所述半导体电路上。
2．如权利要求1的半导体电路装置，其特征在于所述连接部件在所述衬底的所述上表面上可具有一上端部。
3．如权利要求2的半导体电路装置，其特征在于所述连接部件的所述上端部电连接于所述半导体电路上。
4．如权利要求1的半导体电路装置，其特征在于所述连接部件具有一在所述衬底的所述侧面内形成的凹槽上形成的下端部。
5．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于所述连接部件进一步在所述衬底的所述上表面上具有一上端部；并且所述连接部件的所述上端部电连接于所述连接部件的所述下端部。
6．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于在所述凹槽的整个表面上形成所述下端部。
7．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于可在所述凹槽的部分表面上形成所述下端部。
8．如权利要求6的半导体电路装置，其特征在于可在面对所述衬底的所述上端部的整个底表面上形成所述下端部。
9．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于可穿过所述衬底的顶表面从一底表面开始在所述衬底的所述侧面上形成所述凹槽。
10．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于所述连接部件的所述上端部可由不同于形成所述连接部件的所述下端部的材料形成。
11．如权利要求1的半导体电路装置，其特征在于所述连接部件可形成于所述衬底的多个所述侧面上。
12．如权利要求1的半导体电路装置，其特征在于可以预定间隔在所述衬底的所述侧面上形成多个所述连接部件。
13．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于可由金来形成所述连接部件的所述下端部。
14．如权利要求1的半导体电路装置，其特征在于所述半导体电路装置的所述连接部件可与形成于另一所述半导体电路装置的所述侧面上的另一所述连接部件电连接。
15．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于所述凹槽具有一半圆柱形状。
16．如权利要求4的半导体电路装置，其特征在于所述凹槽具有一半圆锥形状。
17．如权利要求5的半导体电路装置，其特征在于所述上端部的面积大于与所述上端部接触的所述下端部的面积。
18．一种半导体电路装置，包括一第一半导体电路装置，该第一半导体电路装置包括一第一衬底；一形成于所述第一衬底的一个上表面上的第一半导体电路；和一形成于所述第一衬底的一侧面上的第一连接部件，所述第一连接部件电连接到所述第一半导体电路上；和一第二半导体电路装置，该第二半导体电路装置包括一第二衬底；一形成于所述第二衬底的一个上表面上的第二半导体电路；和一形成于所述第二衬底的一侧面上的第二连接部件，所述第二连接部件电连接到所述第二半导体电路上；其中，所述第一连接部件和所述第二连接部件彼此电连接。
19．如权利要求18的半导体电路装置，其特征在于所述第一半导体电路装置的所述第一衬底的所述侧面和所述第二半导体电路装置的所述第二衬底的所述侧面可彼此接触，因此，所述第一连接部件和所述第二连接部件彼此电连接。
20．如权利要求18的半导体电路装置，其特征在于可在位于所述第一衬底的所述侧面内的一第一凹槽上形成所述第一连接部件；可在位于所述第二衬底的所述侧面内的一第二凹槽上形成所述第二连接部件；和当所述第一连接部件和所述第二连接部件彼此接触时，可用导电材料来填充所述第一凹槽和所述第二凹槽。
21．如权利要求18的半导体电路装置，其特征在于所述第一衬底可具有一凹部，其中安装所述第二半导体电路装置，在所述凹部的一侧面上形成所述第一连接部件；和所述第一半导体电路装置的所述第一连接部件与所述第二半导体电路装置的所述第二连接部件彼此电连接。
22．一种制造半导体电路装置的方法，包括在衬底的一上表面上形成一第一连接部件；穿过所述衬底的所述上表面从一底表面形成一孔，因此面对所述上表面的所述孔的一端被所述第一连接部件覆盖；通过在所述孔的一表面和面对所述孔的所述第一连接部件的一底表面上形成导电材料来形成一第二连接部件；和切割所述衬底，因此沿所述衬底的切割面暴露部分所述第一连接部件和所述第二连接部件。
23．如权利要求22的方法，其特征在于所述形成所述孔形成半圆柱形状的所述孔。
24．如权利要求22的方法，其特征在于所述形成所述孔形成半圆锥形状的所述孔。
25．如权利要求22的方法，其特征在于所述形成所述第一连接部件形成所述第一连接部件，因此，所述第一连接部件的面积变得比与所述第一连接部件接触的所述第二连接部件的面积大。
全文摘要
一种半导体电路装置,包括:一衬底;一个形成于该衬底的一上表面上的半导体电路;一形成于该衬底一侧面上的连接部件,该连接部件电连接于该半导体电路上。
文档编号H01L21/768GK1325139SQ0112143
公开日2001年12月5日 申请日期2001年5月18日 优先权日2000年5月19日
发明者江面知彦, 铃木纯一 申请人:株式会社爱德万测试