半导体装置、电子模块、电子设备和用于生产半导体装置的方法与流程

本公开涉及一种半导体装置、一种电子模块、一种电子设备和一种用于生产半导体装置的方法。

背景技术

近年来，诸如移动电话、个人数字助理(pda)和笔记本个人计算机等电子设备已经减小了尺寸并且提高了性能。因此，并入在这些电子设备中的半导体装置需要适应更高密度的安装。

为了适应高密度安装，需要使端子和布线图案更精细并且减小半导体装置的尺寸。例如，近年来，已经提出了一种片上系统(soc)技术，其中，通过集成多个功能电路，在一个芯片上形成系统电路，来减小半导体装置的尺寸。

另外，下面的专利文献1提出了一种系统级封装(sip)技术，其中，半导体装置以如下方式减小尺寸：多个电子部件安装在基板上并通过引线粘结(wirebonding)电连接，然后用模塑树脂密封。此外，下面的专利文献2提出了一种具有内置部件的基板，其中，电子部件内置在有机基板中，并且通过连接通孔形成从电子部件到有机基板的表面的电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp2009-164653a

专利文献2：jp2004-072032a

技术实现要素：

技术问题

然而，利用上述技术，难以进一步减小半导体装置的尺寸。具体地，在专利文献1中公开的技术中，所安装的多个电子部件通过引线粘结彼此连接，这需要提供引线粘结的区域。另外，利用专利文献2中公开的技术，难以堆叠电子部件；因此，在使用多个电子部件的情况下，电子部件设置区域增大。

因此，本公开提出了进一步减小尺寸的半导体装置、包括该半导体装置的电子模块、包括该半导体装置的电子设备以及用于生产该半导体装置的方法。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种半导体装置，包括：多层布线板(接线板，wiringboard)，其一个表面设置有外部连接端子；以及多个有源部件，其设置成堆叠在所述多层布线板内部，并经由连接通路(connectionvia)连接到外部连接端子。所述多个有源部件包括设置在与所述一个表面相对的另一表面侧上的第一有源部件以及设置为比所述第一有源部件更靠近所述一个表面的并且具有比所述第一有源部件更小的平面面积的第二有源部件。

另外，根据本公开，提供了一种电子模块，包括半导体装置，其包括多层布线板，其一个表面设置有外部连接端子；以及多个有源部件，其设置成堆叠在所述多层布线板内部，并经由连接通路连接到外部连接端子。设置在半导体装置中的多个有源部件包括设置在与所述一个表面相对的另一表面侧上的第一有源部件以及设置为比所述第一有源部件更靠近所述一个表面的并且比所述第一有源部件更小的第二有源部件。

另外，根据本公开，提供了一种电子设备，包括：半导体装置，包括：多层布线板，其一个表面设置有外部连接端子；以及多个有源部件，其设置成堆叠在所述多层布线板内部，并经由连接通路连接到外部连接端子。设置在半导体装置中的多个有源部件包括设置在与所述一个表面相对的另一表面侧上的第一有源部件以及设置为比所述第一有源部件更靠近所述一个表面的并且比所述第一有源部件更小的第二有源部件。

另外，根据本公开，提供了一种用于生产半导体装置的方法，包括：在将多个有源部件嵌入绝缘树脂中的同时通过在支撑基板上堆叠多个有源部件来形成多层布线板的步骤；形成连接通路以连接到所述多个有源部件中的每一个的步骤；在多层布线板的表面上形成电极极板以连接到连接通孔的步骤；以及在电极极板上形成外部连接端子的步骤。所述多个有源部件包括堆叠在所述支撑基板侧上的第一有源部件以及堆叠在形成所述外部连接端子的表面侧上并且具有比所述第一有源部件更大的平面面积的第二有源部件。

根据本公开，可以在半导体装置内部有效地设置多个有源部件，这可以提高半导体装置的内部空间的利用效率。

发明的效果

如上所述，根据本公开，可以提供进一步减小尺寸的半导体装置。

注意，上述效果不一定是限制性的。利用或代替上述效果，可以实现本说明书中描述的任何一种效果或可以从本说明书中理解的其他效果。

附图说明

图1是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的半导体装置的截面结构的截面视图；

图2是示意性地示出根据比较例的半导体装置的横截面结构的截面视图；

图3是在厚度方向上的平面视图中的根据本公开的第一实施方式的半导体装置的顶部投影图；

图4是在厚度方向上的平面视图中的根据比较例的半导体装置的顶部投影图；

图5a是示意性地示出根据该实施方式的第一发展实施例的半导体装置的横截面结构的截面图；

图5b是示意性地示出根据该实施方式的第二发展实施例的半导体装置的横截面结构的截面图；

图6是用于描述在第一有源部件上形成重布线层的步骤的示意性截面图；

图7是用于描述在第一有源部件上形成重布线层的步骤的示意性截面图；

图8是用于描述在第一有源部件上形成重布线层的步骤的示意性截面图；

图9是用于描述在第一有源部件上形成重布线层的步骤的示意性截面图；

图10是用于描述在第一有源部件上形成重布线层的步骤的示意性截面图；

图11是用于描述在第一有源部件上形成重布线层的步骤的示意性截面图；

图12是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图13是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图14是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图15是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图16是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图17是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图18是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图19是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图20是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图21是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图22是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图23是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图24是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图25是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图26是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图27是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图28是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图29是用于描述生产根据第一发展实施例的半导体装置的方法的步骤的示意性截面图；

图30是示意性地示出根据本公开的第二实施方式的电子模块的截面结构的截面图；

图31是示意性地示出根据该实施方式的修改实施例的电子模块的截面结构的截面图；

图32是根据本公开的第三实施方式的电子设备的外观实施例的透视图；

图33是示出根据该实施方式的电子设备的配置的方框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能和结构的结构元件用相同的标号表示，并且省略对这些结构元件的重复说明。

注意，按以下顺序给出描述。

1.第一实施方式

1.1.半导体装置的配置实施例

1.2.半导体装置提供的效果

1.3.发展实施例

1.4.生产半导体装置的方法

2.第二实施方式

2.1.电子模块的配置实施例

2.2.修改实施例

3.第三实施方式

3.1.电子设备的概述

3.2.电子设备的配置实施例

4.结论

<1.第一实施方式>

(1.1.半导体装置的配置实施例)

首先，参考图1描述根据本公开的第一实施方式的半导体装置的配置实施例。图1是示意性地示出根据本实施方式的半导体装置的截面结构的截面图。

如图1所示，半导体装置1包括设置在一个表面上的外部连接端子48，以及在堆叠状态下内置在半导体装置1中的第一有源部件12和第二有源部件22。另外，半导体装置1包括多层布线板，其中堆叠层间绝缘膜32、33、34、35和36，并且保护层31和37设置在半导体装置1的表面上。

即，半导体装置1包括多层布线板，其中，保护层37、层间绝缘膜36、层间绝缘膜35、层间绝缘膜34、层间绝缘膜33、层间绝缘膜32和保护层31从设置有外部连接端子48的一个表面侧开始以这种顺序堆叠。

层间绝缘膜32、33、34、35和36是构成半导体装置1的多层布线板的主要元件，并且使第一有源部件12、第二有源部件22和嵌入在层间绝缘膜中的金属布线彼此电隔离。层间绝缘膜32、33、34、35和36包括具有绝缘性能的有机树脂，并且可以包括例如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、改性聚苯醚(ppe)树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯(ptfe)树脂、硅树脂、聚丁二烯树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、聚苯硫醚(pps)树脂、聚苯醚(ppo)树脂等。另外，可以单独使用这些有机树脂，或者可以混合或者反应多种类型，以供使用。另外，层间绝缘膜32、33、34、35和36可以包含增强材料，例如，无机填料或玻璃纤维，以便提高强度或绝缘性能。

保护层31和37设置在半导体装置1的两个表面上的用于电连接的触点之外的区域中，以便保护半导体装置1免受外部环境的影响。具体地，保护层31和37设置在除了在半导体装置1的两个表面上设置外部连接端子48的区域之外的区域中。保护层31和37可以包括例如阻焊剂。

外部连接端子48电连接到内置在半导体装置1中的第一有源部件12和第二有源部件22，并且用作从外部到第一有源部件12和第二有源部件22的输入/输出端子。外部连接端子48可以是构成球栅阵列(bga)的焊球、用于三维安装如堆叠封装(pop)的cu芯焊球、通过用焊料覆盖柱状铜而获得的cu柱凸块、构成平面栅格阵列(lga)的电极端子等。

第一有源部件12经由端子13、重布线层14、接触通路15、布线层16、连接通路17、布线层26、接触通路45以及电极极板47电连接到外部连接端子48。另外，第一有源部件12通过粘结层11粘结到层间绝缘膜32，其表面设置有面向设置有外部连接端子48的表面侧的电路或端子(在图1中向下)。

第一有源部件12是内置在半导体装置1中的有源部件，并且设置在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的半导体装置1的另一表面侧上的层间绝缘膜33中。第一有源部件12是执行诸如供应的电力的放大或整流的有源操作的部件，具体地，可以是如微处理单元(mpu)的处理器、如电源管理集成电路(pmic)和认证芯片的集成电路元件、如同步动态随机存取存储器(sdram)和闪存的存储元件等。

端子13是对第一有源部件12进行输入/输出的电极等，并且包括例如金属如铝(al)。另外，端子13连接到重布线层14。重布线层14是路线来自端子13的金属布线，用于适当地与布线层16电连接。重布线层14可以包括例如金属如铜(cu)。另外，在重布线层14中，形成用作与接触通路15的连接部分的焊盘。这使得接触通路15能够与重布线层14的焊盘形成电连接，该焊盘的尺寸相对大于细小的端子13的尺寸；因此，可以更容易地形成接触通路15。

粘结层11通过将第一有源部件12粘结到层间绝缘膜32来固定第一有源部件12。具体地，粘结层11可以是包含紫外线固化树脂或热固性树脂的粘合层，并且可以是例如芯片贴装薄膜。

提供接触通路15穿透层间绝缘膜33，并将重布线层14电连接到布线层16。接触通路15可以包括例如金属如cu。

布线层16设置在层间绝缘膜34中，并且将接触通路15电连接到连接通路17。布线层16可以包括例如金属如cu。

另外，布线层16可以延伸到第一有源部件12和第二有源部件22之间。具体地，布线层16可以延伸到设置第一有源部件12和第二有源部件22的区域，以在厚度方向在半导体装置1的平面视图中彼此重叠。这使得布线层16能够用作防止第一有源部件12和第二有源部件22之间的电磁场的流动的电磁屏蔽。因此，这种布线层16可以防止由第一有源部件12和第二有源部件22中的一个发出的不需要的发射作为噪声进入另一有源部件。特别是在第一有源部件12和第二有源部件22中的一个是可能发出噪声的pmic等的情况下，优选地使布线层16作用为电磁屏蔽。

提供连接通路17穿透层间绝缘膜34和35，并将布线层16电连接到布线层26。连接通路17可以包括例如金属如cu。注意，如稍后将描述的，连接通路17与布线层26同时形成，因此，形成为其内部未被填充的所谓的共形通路。

连接通路17沿堆叠方向设置在第一有源部件12的投影区域中，以与第二有源部件22隔离，以确保与第二有源部件22绝缘。连接通路17与第二有源部件22之间的间隔可以是例如100μm。因此，可以在半导体装置1内部以有效的设置形成连接通路17，从而可以减小半导体装置1的尺寸。另外，连接通路17可以垂直于构成半导体装置1的多层布线板的板表面设置。在这种情况下，连接通路17可以缩短从第一有源部件12到外部连接端子48的布线长度，因此，可以减少由寄生电容和传输线中的电阻变化引起的损耗。

布线层26设置在层间绝缘膜36中，并且将连接通路17电连接到接触通路45。布线层26可以包括例如金属如cu。另外，提供接触通路45穿透层间绝缘膜36，并将布线层26电连接到电极极板47。接触通路45可以包括例如金属如cu。

电极极板47设置在保护层37的开口中，并且将接触通路45电连接到外部连接端子48。电极极板47包括例如金属如铜(cu)。另外，在电极极板47的表面上，可以形成如镍(ni)和金(au)的金属膜。电极极板47可以包括单层，或者可以具有多层的堆叠结构。

第二有源部件22经由端子23、重布线层24、接触通路25、布线层26、接触通路(未示出)和电极极板47电连接到外部连接端子48。另外，第二有源部件22通过粘结层21粘结到层间绝缘膜34，其表面设置有面向设置外部连接端子48的表面侧的电路或端子(在图1中向下)。

第二有源部件22是内置在半导体装置1中的有源部件，并且设置在设置外部连接端子48的半导体装置2的表面侧上的层间绝缘膜35中。与第一有源部件12一样，第二有源部件22是进行如供应的电力的放大或整流的有源操作的部件，具体地，可以是如mpu的处理器、如pmic和认证芯片的集成电路元件、如sdram和闪存的存储元件等。

注意，第一有源部件12和第二有源部件22中的至少一个优选地是如mpu的处理器。在这种情况下，半导体装置1可以用作执行预定信息处理的算术处理装置。

在此处，第二有源部件22是其平面面积小于第一有源部件12的有源部件，并且沿堆叠方向设置在第一有源部件12的投影区域中。这使得能够在半导体装置1内部以有效设置堆叠多个有源部件。

端子23是进行对第二有源部件22的输入/输出的电极等，并且包括例如金属如al。另外，端子23连接到重布线层24。重布线层24是路线来自端子23的金属布线，用于与布线层26适当地电连接。重布线层24可以包括金属如cu。另外，在重布线层24中，形成用作与接触通路25的连接部件的焊盘。这使得接触通路25能够与重布线层24的焊盘形成电连接，其尺寸相对大于端子23；因此可以更容易地形成接触通路25。

粘结层21通过将第二有源部件22粘结到层间绝缘膜34来固定第二有源部件22。具体地，粘结层21可以是包含紫外线固化树脂或热固性树脂的粘合层，并且可以是例如芯片贴装薄膜。

提供接触通路25穿透层间绝缘膜35，并将重布线层24电连接到布线层26。接触通路25可以包括例如金属如cu。布线层26设置在层间绝缘膜36中。布线层26可以包括例如金属如cu。注意，布线层26和电极极板47通过接触通路(未示出)彼此电连接。

在根据本实施方式的半导体装置1中，具有较小平面面积的第二有源部件22设置得比第一有源部件12更靠近外部连接端子48。因此，在半导体装置1中，可以沿堆叠方向在第一有源部件12的投影区域中设置将第一有源部件12电连接到外部连接端子48的连接通路17和第二有源部件22。因此，根据半导体装置1，可以以有效的设置堆叠多个有源部件，这可以进一步减小半导体装置1的尺寸和厚度。

(1.2.半导体装置提供的效果)

现在，将参考图2至图4来验证根据本实施方式的半导体装置1提供的尺寸减小的效果。图2是示意性地示出根据比较例的半导体装置的横截面结构的截面图。

如图2所示，在根据比较例的半导体装置2中，第一有源部件12和第二有源部件22之间的位置关系与根据本实施方式的半导体装置1中的位置关系相反。具体地，在根据比较例的半导体装置2中，第一有源部件12设置在设置有外部连接端子48的一个表面侧上的层间绝缘膜35中，并且第二有源部件22设置在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面侧上的层间绝缘膜33中。即，在根据比较例的半导体装置2中，设置在设置有外部连接端子48的一个表面侧上的有源部件的平面面积大于设置在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面侧上的有源部件。

在这种半导体装置2中，沿堆叠方向在第一有源部件12的投影区域中不能设置将第二有源部件22电连接到外部连接端子48的连接通路17。因此，在根据比较例的半导体装置2中，连接通路17设置为隔离在第一有源部件12的外部。

在此处，在平面视图中比较根据本实施方式的半导体装置1和根据比较例的半导体装置2的尺寸，其中第一有源部件12的尺寸设置为4平方mm，端子13的数量设置为44，第二有源部件22的尺寸设置为2平方mm，端子23的数量设置为12。在图3和4中示出比较的结果。图3是在厚度方向上的平面视图中的根据本实施方式的半导体装置1的顶部投影图，图4是在厚度方向上的平面视图中的根据比较例的半导体装置2的顶部投影图。

如图3所示，在根据本实施方式的半导体装置1中，连接通路17设置在与第二有源部件22的周边相距100μm的位置处。因此，连接到连接通路17的接触通路45设置在第一有源部件12的周边内部。因此，在平面视图中的根据本实施方式的半导体装置1的尺寸为4.4平方mm，另外包括各自距第一有源部件12的周边0.2mm的边缘。

同时，如图4所示，在根据比较例的半导体装置2中，连接通路17设置在与第一有源部件12的周边相距100μm的位置处，避开第一有源部件12。因此，作为平面视图中的尺寸，根据比较例的半导体装置2需要另外包括各自距离连接通路170.2mm的边缘的尺寸，该连接通路17设置在与第一有源部件12的周边相距100μm处。因此，如果连接通路17的直径设置为200μm，则在平面视图中根据比较例的半导体装置2的尺寸为5.0平方mm。

在下表1中共同示出上述验证结果。

[表1]

(表1)

如表1所示，按照根据本实施方式的半导体装置1，与根据其中使用具有相同尺寸的第一有源部件12和第二有源部件22的比较例的半导体装置2相比，可以在平面视图中减小半导体装置的尺寸。

(1.3.发展实施例)

接下来，参考图5a和5b描述根据本实施方式的半导体装置的发展实施例。图5a是示意性地示出根据第一发展实施例的半导体装置的截面结构的截面图。图5b是示意性地示出根据第二发展实施例的半导体装置的截面结构的截面图。

(第一发展实施例)

首先，参考图5a描述根据本实施方式的第一发展实施例的半导体装置1a。

如图5a所示，根据第一发展实施例的半导体装置1a与图1所示的半导体装置1的不同之处在于，在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面侧上设置布线层56、接触通路55、凸块端子57、层间绝缘膜51和保护层52。即，根据第一发展实施例的半导体装置1a与图1所示的半导体装置1的不同之处在于，在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面上设置对外部电子部件等执行输入和输出的凸块端子57。注意，其他配置与图1中所示的半导体装置1的配置基本上相似，因此，在此处不再描述。

与层间绝缘膜32、33、34、35和36类似，层间绝缘膜51使布线层56和嵌入层间绝缘膜中的接触通路55彼此电绝缘。层间绝缘膜51包括具有绝缘性能的有机树脂。可以使用例如与层间绝缘膜32、33、34、35和36的有机树脂类似的有机树脂形成层间绝缘膜51。

布线层56包括例如金属如cu，并且设置在层间绝缘膜32中。注意，布线层56通过接触通路(未示出)将第一有源部件12、布线层16等电连接到接触通路55。提供接触通路55穿透层间绝缘膜51，并将布线层26电连接到电极极板47。接触通路55可以包括例如金属如cu。

凸块端子57设置在层间绝缘膜51中，并且将接触通路55电连接到外部电子部件。凸块端子57包括例如金属如cu。另外，在凸块端子57的表面上，可以形成如镍(ni)和金(au)的金属膜。凸块端子57可以包括单层，或者可以具有多层的堆叠结构。

保护层52设置在半导体装置1a中用于电连接的触点之外的区域中，以保护半导体装置1a免受外部环境的影响。具体地，保护层52设置在半导体装置1a的表面上，设置有露出凸块端子57的开口。保护层52可以是例如阻焊剂。

按照根据第一发展实施例的这种半导体装置1a，设置在半导体装置1a的表面上的凸块端子57可以形成与外部电子部件等的电连接。因此，根据第一发展实施例的半导体装置1a也可以从与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面侧接受来自外部电子部件等的输入/输出。注意，如稍后在第二实施方式中所描述的，电连接到凸块端子57的外部电子部件可以是例如一种传感器如图像传感器，无源组件如电阻器、变压器和电容器，微机电系统(mems)等。

(第二发展实施例)

现在，将参考图5b描述根据本实施方式的第二发展实施例的半导体装置1b。

如图5b所示，根据第二发展实施例的半导体装置1b与图1中示出的半导体装置1不同之处在于，进一步内置有第三有源部件22b。

与第二有源部件22类似，第三有源部件22b经由端子23b、重布线层24b、接触通路25b、布线层26b、接触通路(未示出)和电极极板47电连接到外部连接端子48。另外，第三有源部件22b通过粘结层21b粘结到层间绝缘膜34，其表面设置有面向设置有外部连接端子48的表面侧的电路或端子(在图5b中向下)。

注意，其他配置基本上类似于图1中所示的半导体装置1的那些，因此，在此处不再描述。另外，端子23b基本上类似于端子23，重布线层24b基本上类似于重布线层24，接触通路25b基本上类似于接触通路25，并且布线层26b基本上类似于布线层26；因此，在此处不再描述。

第三有源部件22b是内置在半导体装置1b中的有源部件，并且设置在设置有外部连接端子48的半导体装置1b的表面侧上的层间绝缘膜35中。与第二有源部件22类似，第三有源部件22b是执行如供应的电力的放大或整流的有源操作的部件，具体地，可以是如mpu的处理器、如pmic和认证芯片的集成电路元件、如sdram和闪存的存储元件等。

在此处，与第二有源部件22类似，第三有源部件22b是其平面面积小于第一有源部件12的有源部件，并且沿堆叠方向设置在第一有源部件12的投影区域中。这使得第二有源部件22和第三有源部件22b两者能够在半导体装置1b中沿堆叠方向设置在第一有源部件12的投影区域中。因此，根据半导体装置1b，可以以有效的设置在内部堆叠大量有源部件，这可以进一步减小半导体装置1b的尺寸和厚度。

注意，尽管在图5b中，第三有源部件22b类似地设置在其中设置有第二有源部件22的层间绝缘膜35中，但是第二发展实施例不限于上述实施例。在半导体装置进一步多层化的情况下，第三有源部件22b可以设置为比第二有源部件22更靠近设置有外部连接端子48的表面。然而，半导体装置的进一步多层化增加了半导体装置的生产成本；因此，第三有源部件22b优选地与其中设置有第二有源部件22的层间绝缘膜35中的第二有源部件22并列设置。

(1.4.用于生产半导体装置的方法)

接下来，参考图6至图29描述根据本实施方式的用于生产半导体装置的方法的实施例。注意，在制造方法的描述中，其中层堆叠的方向用“在…上”表示。

在下文中，将描述用于生产根据本实施方式的第一发展实施例的半导体装置1a的方法。按照用于生产根据第一发展实施例的半导体装置1a的方法，可以容易地理解用于生产根据本实施方式的半导体装置1和根据第二发展实施例的半导体装置1b的方法，因此，在此处不再描述。

首先，将参考图6至11描述在第一有源部件12上形成重布线层14的方法。图6至图11是用于描述在第一有源部件12上形成重布线层14的步骤的示意性截面图。

首先，如图6所示，通过化学气相沉积(cvd)等在其上形成包括al的端子13的第一有源部件12的表面上形成包括sin等的无机绝缘层71，并且通过光刻等形成开口。

然后，如图7所示，通过旋涂法等，在无机绝缘层71和端子13上形成包括聚酰亚胺或聚苯并恶唑的有机绝缘层72，并且通过光刻等形成开口以露出端子13。

接下来，如图8所示，通过溅射法在有机绝缘层72上形成约10nm至100nm的tiw膜和约100nm至1000nm的cu膜，以形成种晶层73。注意，种晶层73也可以使用如cr、ni、ti和pt的高熔点金属代替tiw来形成，并且也可以使用如ticu的这些高熔点金属的合金来形成。另外，也可以使用如ni、ag和au的金属代替cu或其合金来形成种晶层73。

之后，如图9所示，通过旋涂法等在种晶层73上形成光阻剂74，并且通过光刻等去除待形成重布线层14的区域中的光阻剂74。注意，通过表面清洁、抗蚀剂涂覆、干燥、曝光和显影的步骤，具体地进行抗蚀剂的这种图案化。

然后，如图10所示，通过电镀铜方法、镍电镀方法等在种晶层73上形成重布线层14。在重布线层14中，用于接触通路连接的焊盘优选地形成具有大约50μm至100μm的直径，并且布线优选地形成具有大约3μm至10μm的厚度和大约10μm的最小宽度。

接下来，如图11所示，去除光阻剂74，用抗蚀剂等掩蔽重布线层14，然后，进行如ar离子研磨的干式蚀刻，以去除不需要的种晶层73并使重布线层14彼此电分离。注意，也可以使用如王水、硝酸铈(iv)铵或氢氧化钾的溶液，通过湿式蚀刻来去除种晶层73。然而，湿式蚀刻有可能在重布线层14中引起侧面蚀刻和厚度减小；因此，考虑到这些，优选地通过干式蚀刻去除种晶层73。

通过上述步骤，可以在第一有源部件12上形成重布线层14。可以通过类似的步骤在第二有源部件22上形成重布线层24。

现在，将参考图12至29描述根据第一发展实施例的用于生产半导体装置1a的方法。图12至29是用于描述用于生产根据第一发展实施例的半导体装置1a的方法的步骤的示意性截面图。

首先，如图12所示，准备支撑基板81、粘合树脂层82和包含超薄铜箔84和载体铜箔83的可剥离铜箔。

接下来，如图13所示，通过辊压层压或层压压制，通过热压粘合将包括超薄铜箔84和载体铜箔83的可剥离铜箔粘合到支撑基板81的一个表面上，在其间具有粘合树脂层82。

注意，作为支撑基板81，可以使用包括无机材料、金属材料、树脂材料等的各种基板中的任何一种。具体地，包括si、玻璃、陶瓷、铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢、聚酰亚胺树脂、环氧树脂等的基板可以用作支撑基板81。

另外，通过在厚度为2μm至5μm的超薄铜箔84上真空沉积厚度为18μm至35μm的载体铜箔83，获得可剥离铜箔。以超薄铜箔84和载体铜箔83可以在后面的步骤中容易地彼此剥离的方式，形成可剥离铜箔。因此，使用可剥离铜箔，使得支撑基板81能够在后面的步骤中容易地从半导体装置1a剥离。作为可剥离铜箔，可以使用例如由furukawacircuitfoilco.,ltd.生产的3fd-p3/35、由mitsuimining&smeltingco.,ltd.生产的mt-18s5dh等。

作为粘合树脂层82，可以使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、ppe树脂、酚醛树脂、ptfe树脂、硅树脂、聚丁二烯树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、pps树脂，ppo树脂等，其中包含玻璃纤维作为增强材料。另外，粘合树脂层82可以包含非编织芳族聚酰胺织物、芳族聚酰胺纤维或聚酯纤维作为增强材料。

另外，在超薄铜箔84上，可以通过化学镀铜方法形成厚度为0.5μm至3μm的电镀底涂层。电镀底涂层用作导电层，用于通过电镀铜方法形成凸块端子57，如图15所示。然而，可以通过使用于电镀铜的电极在超薄铜箔84上直接接触，形成凸块端子57，而不形成电镀底涂层。

接下来，如图14所示，通过辊压层压法等在超薄铜箔84或电镀底涂层(未示出)上附着干燥的膜电镀抗蚀剂，并进行图案化；从而形成抗蚀剂层85。之后，如图15所示，通过电镀铜方法在超薄铜箔84或电镀底涂层(未示出)上形成厚度约为15μm的凸块端子57。

然后，如图16所示，剥离抗蚀剂层85，然后对凸块端子57的暴露表面进行粗糙化处理，作为形成层间绝缘膜51的预处理。这可以改善凸块端子57和层间绝缘膜51之间的粘附性。注意，可以通过氧化还原的黑化处理或使用硫酸过氧化物混合物(即，过氧化氢水和硫酸的混合物)的软蚀刻处理来进行粗糙化处理。

接下来，如图17所示，通过辊压层压、层压压制等，通过热压粘结将层间绝缘膜51粘结到凸块端子57上。具体地，在将环氧树脂用作层间绝缘膜51的情况下，可以通过辊压层压来卷曲厚度为45μm的环氧树脂。另外，在将玻璃环氧树脂用作层间绝缘膜51的情况下，可以通过在重叠任何厚度的铜箔之后进行层压压制来进行热压粘结。

然后，如图18所示，通过激光方法或光刻法，在层间绝缘膜51中形成用于形成接触通路55的通孔。具体地，在层间绝缘膜51是热固性树脂的情况下，可以通过激光方法形成通孔。作为用于激光方法的激光器，可以使用如谐波yag激光器和准分子激光器的紫外激光器以及如co2激光器的红外激光器。

然而，在通过激光方法形成通孔的情况下，层间绝缘膜51的残留物可能保留在通孔的底部。在这种情况下，优选地进行去污处理，以分解和去除层间绝缘膜51的残留树脂。注意，去污处理是用强碱溶胀树脂然后通过使用氧化剂如铬酸或高锰酸水溶液分解和去除树脂的处理。另外，可以通过等离子体处理或使用研磨剂的喷砂处理，代替去污处理，来去除层间绝缘膜51的残留物。

同时，在层间绝缘膜51是光敏树脂的情况下，可以通过光刻法形成通孔。具体地，在光刻法中，掩蔽除了待形成通孔的区域之外的区域，然后，将光敏树脂暴露于紫外光等中，并通过显影来去除光敏树脂；从而可以形成通孔。

在半导体装置1a中设置的所有接触通路和连接通路具有较小的直径；因此，优选地通过激光方法或光刻法形成这些通路的通孔，这需要较短的处理时间。注意，使用钻头等的机械加工不是优选的，因为其使通孔的直径更大，这不适合于减小半导体装置1a的尺寸，并且使得处理时间更长。

然后，凸块端子57的表面经受粗糙化处理，然后，在通孔的壁表面和层间绝缘膜51的表面上进行化学镀铜，以形成电镀底涂层。之后，如使用图14至16描述的形成凸块端子57，通过辊压层压法等，在层间绝缘膜51上附着干燥的膜电镀抗蚀剂，并进行图案化；从而形成在待形成接触通路55和布线层56的区域中具有开口的抗蚀剂层。此外，通过电镀铜方法，在抗蚀剂层的开口中形成厚度为15μm的接触通路55和布线层56。

接下来，剥离抗蚀剂层，然后使用硫酸过氧化物混合物等通过快速蚀刻等去除层间绝缘膜51上的电镀底涂层；从而形成接触通路55和布线层56。此外，进行粗糙化处理，然后通过辊压层压、层压压制等，通过热压粘结将层间绝缘膜32粘结到布线层56上；从而形成图19中所示的结构。

然后，如图20所示，第一有源部件12安装在层间绝缘膜32上，在其上形成有半导体元件等的其表面面向上(即，面朝上的状态)。注意，为了安装第一有源部件12，芯片附接膜可以用作例如粘结层11。另外，第一有源部件12可以减薄至约30μm至50μm的厚度，以便减小半导体装置1a的厚度。

接下来，如图21所示，通过辊压层压、层压压制等，通过热压粘结将层间绝缘膜33粘结到第一有源部件12上。然后，如在使用图18和19描述的步骤，进行通孔形成、去污处理、粗糙化处理、化学镀铜和电镀铜；从而形成与第一有源部件12的重布线层14电连接的接触通路15和布线层16，并且在布线层16上形成层间绝缘膜34，如图22所示。

然后，通过与使用图20描述的步骤类似的步骤，将第二有源部件22安装在层间绝缘膜34上，并且通过与使用图21描述的步骤类似的步骤，形成层间绝缘膜35。之后，如使用图18描述的步骤，进行通孔形成、去污处理和粗糙化处理；从而在层间绝缘膜35和34的一部分中形成开口，并且形成连接通路17的通孔和接触通路25的通孔，如图23所示。连接通路17的通孔优选地设置为与第二有源部件22相距约100μm，以确保绝缘性能。

注意，连接通路17和接触通路25的形成深度不同，因此形成的通路的直径也不同。另外，在连接到连接通路17或接触通路25的布线层16或重布线层24中，形成与连接的通路的直径对应的连接部分(所谓的焊盘)。下面的表2示出了每个通路的尺寸和对应的连接部分的尺寸的实施例。

[表2]

(表2)

接下来，通过与使用图14至16描述的类似的步骤，进行化学镀铜和电镀铜；从而如图24所示形成接触通路25、连接通路17和布线层26。注意，接触通路25具有小深度，因此用作填充的通路，其内部填充有镀铜，而连接通路17具有较大深度，因此用作共形通路，其内部未填充有电镀铜。

然后，通过辊压层压、层压压制等，通过热压粘结将层间绝缘膜36粘结到布线层26上。因此，在其中形成连接通路17的通孔的内部填充有层间绝缘膜36。然后，如使用图18和19描述的步骤，进行通孔形成、去污处理、粗糙化处理、化学镀铜和电镀铜；因此，如图25所示，形成与布线层26电连接的接触通路45和电极极板47。

之后，如图26所示，将载体铜箔83以及支撑基板81从可剥离铜箔的超薄铜箔84剥离。然后，如图27所示，使用硫酸过氧化物混合物，通过软蚀刻处理来去除超薄铜箔84；从而可以获得其中在表面上暴露电极极板47和凸块端子57的半导体装置。

然后，如图28所示，形成包括阻焊剂的保护层31和37，进行图案化，以打开电极极板47和凸块端子57的接触部分。此外，可以通过使用辊式涂覆机，使用膜型阻焊剂来形成保护层31和37。

接下来，如图29所示，在电极极板47上安装焊球作为外部连接端子48。注意，设置在保护层31和37的开口中的电极极板47和凸块端子57可以设置有3μm或更大的无电镀镍以及0.03μm或更大的无电镀金。另外，无电镀金的厚度可以为0.5μm或更大，或者可以为1.0μm或更大。另外，在设置在保护层31和37的开口中的电极极板47和凸块端子57上，除金属镀层之外，还可以形成有机防锈涂层。

此外，在形成外部连接端子48之后，利用切丁机等沿着半导体装置1a的外形进行切割，以分离成片；从而可以制造半导体装置1a。

已经详细描述了根据本公开的第一实施方式的半导体装置。

<2.第二实施方式>

接下来，参考图30和图31描述根据本公开的第二实施方式的电子模块。根据第二实施方式的电子模块是包括根据第一实施方式的半导体装置并实现预定功能的模块。

(2.1.电子模块的配置实施例)

首先，参考图30描述根据本实施方式的电子模块10的配置。图30是示意性地示出根据本实施方式的电子模块10的截面结构的截面图。

如图30所示，根据第二实施方式的电子模块10具有其中电子部件61安装在根据第一实施方式的第一发展实施例的半导体装置1a的凸块端子57上，在其间具有连接端子62等的结构。注意，使用图5a描述的配置基本相似，因此，在此处不再描述。

电子部件61可以是输出信号的一种传感器，可以是消耗、累积或释放所供应的电力的无源部件，或者可以是将供应的电力用作输入信号并将其转换为不同的输出信号的有源部件。另外，电子部件61可以是mems等。具体地，电子部件61可以是一种传感器如图像传感器，无源部件如电阻器、变压器和电容器，mems等。

连接端子62经由凸块端子57将电子部件61电连接到半导体装置1a。与外部连接端子48类似，连接端子62可以是构成bga的焊球、用于三维安装如pop的cu芯焊球、通过用焊料覆盖柱状铜而获得的cu柱凸块、构成lga的电极端子等。

在根据本实施方式的电子模块10中，电子部件61可以安装在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面上。与电子部件61分开封装并与半导体装置1a并列设置的情况相比，这使得电子模块10的尺寸能够进一步减小。

(2.2.修改实施例)

现在，将参考图31描述根据本实施方式的修改实施例的电子模块。图31是示意性地示出了根据本实施方式的修改实施例的电子模块10a的截面结构的截面图。

如图31所示，根据本修改实施例的电子模块10a与图30中示出的电子模块10的不同之处在于，提供了密封电子部件61的密封材料层63。这使得电子模块10a能够保护电子部件61免受外部环境的影响，并且可以提高电子模块10a自身的强度。

密封材料层63保护电子部件61免受外部环境的影响，并且还防止电子部件61从半导体装置1a脱落。具体地，可以通过传递模制法，使用具有绝缘性能的有机树脂如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、ppe树脂、酚醛树脂、ptfe树脂、硅树脂、聚丁二烯树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、pps树脂和ppo树脂形成密封材料层63。另外，密封材料层63可以单独使用一种上述有机树脂形成，或者可以使用混合或反应的多种上述有机树脂形成。

在此处，将电子部件61连接到半导体装置1a的连接端子62之间的间隙优选地填充有密封材料层63。这可以进一步提高电子模块10a的强度，当电子模块10a安装在另一基板等上时，这可以防止在连接端子62中形成裂缝等，并且抑制在连接端子62处发生连接失效。注意，连接端子62之间的间隙可以填充有形成密封材料层63的有机树脂，或者可以通过另外使用毛细管底部填充密封材料来填充。

<3.第三实施方式>

现在，将参考图32和图33描述根据本公开的第三实施方式的电子设备。根据第三实施方式的电子设备是包括根据第一实施方式的半导体装置或根据第二实施方式的电子模块的电子设备。

(3.1.电子设备的外观实施例)

首先，参考图32描述根据本实施方式的电子设备100的概述。图32是根据本实施方式的电子设备100的外观实施例的透视图。

如图32所示，电子设备100具有其中，例如将配置设置在形成为长侧面的扁平形状的壳体101的内部和外部的外观。电子设备100可以是例如用作游戏控制器的设备。

在壳体101的正面上，显示面板102在纵向上设置在中心。另外，在显示面板102的左侧和右侧，设置有各自以圆周方向分开设置的操作键103和操作键104。另外，壳体101的正面的下端设置有操作键105。操作键103、104和105用作方向键、决定键等，并用于选择在显示面板102上显示的菜单项、游戏进程等。

另外，壳体101的顶面设置有用于连接外部设备的连接端子106、用于电力供应的供应端子107、用于与外部设备进行红外通信的光接收窗口108等。

(3.2.电子设备的配置实施例)

接下来，参考图33描述电子设备100的电路配置。图33是示出根据本实施方式的电子设备100的配置的方框图。

如图33所示，电子设备100包括主中央处理单元(cpu)110和系统控制器120。例如，由不同的系统将电力从电池等(未示出)供应到主cpu110和系统控制器120。

主cpu110包括：菜单处理单元111，其生成用于使用户设置各种类型的信息或选择应用程序的菜单屏幕；以及应用处理单元112，其执行应用程序。

另外，电子设备100包括设置信息保存单元130，如存储器，其保存由用户设置的各种类型的信息。由用户设置的信息由主cpu110发送到设置信息保存单元130，并且设置信息保存单元130保存发送的信息。

系统控制器120包括操作输入接收单元121、通信处理单元122和电力控制单元123。操作输入接收单元121检测操作键103、104和105的状态。此外，通信处理单元122进行与外部设备的通信处理，并且电力控制单元123控制提供给电子设备100的每个单元的电力。

注意，根据第一实施方式的半导体装置或根据第二实施方式的电子模块安装在主cpu110、系统控制器120和设置信息保存单元130中的至少一个上。使用根据第一实施方式的半导体装置或根据第二实施方式的电子模块，可以进一步减小电子设备100的尺寸和厚度。

<4.结论>

如上所述，可以在根据本公开的第一实施方式的半导体装置1内部以有效的设置堆叠多个有源部件。因此，与其中使用具有相同尺寸的有源部件的另一种半导体装置相比，可以减小根据本公开的第一实施方式的半导体装置1的尺寸和厚度。

另外，在根据本公开的第一实施方式的半导体装置1中，将第一有源部件12电连接到外部连接端子48的连接通路17垂直于半导体装置1的板表面设置。因此，连接通路17可以缩短从第一有源部件12到外部连接端子48的布线长度，因此，可以减少由寄生电容和传输线中的电阻变化引起的损耗。这种半导体装置1可以适用于使用毫米波段或亚太赫兹波段的频率的射频通信模块。

另外，在根据本公开的第二实施方式的电子模块10中，凸块端子57可以设置在与设置有外部连接端子48的一个表面相对的另一表面上，并且可以进一步安装电连接到凸块端子57的电子部件。因此，按照根据本公开的第二实施方式的电子模块10，另一电子部件可以进一步堆叠安装，使得可以实现进一步减小尺寸。

此外，使用上述半导体装置1或电子模块10，使得根据本公开的第三实施方式的电子设备100能够进一步减小尺寸。

上面已经参考附图描述了本公开的优选实施方式，而本公开不限于上述实施例。本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内找到各种变更和修改，并且应该理解，这些变更和修改将自然地落入本公开的技术范围内。

另外，毋庸置疑，本公开中描述的元件的适当组合将落入本公开的技术范围内。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或实施例性的效果，并不是限制性的。即，利用或代替上述效果，根据本公开的技术可以从本说明书的描述中实现本领域技术人员清楚的其他效果。

另外，还可以如下配置本技术。

(1)

一种半导体装置，包括：

多层布线板，其一个表面设置有外部连接端子；以及

多个有源部件，其设置成堆叠在多层布线板内部，并经由连接通路连接到外部连接端子，

其中多个有源部件包括设置在与一个表面相对的另一表面侧上的第一有源部件以及设置为比第一有源部件更靠近一个表面的并且具有比第一有源部件更小的平面面积的第二有源部件。

(2)

根据(1)的半导体装置，其中，第二有源部件沿堆叠方向设置在第一有源部件的投影区域中。

(3)

根据(1)或(2)的半导体装置，其中，将第一有源部件连接到外部连接端子的连接通路沿堆叠方向设置在第一有源部件的投影区域中，以与第二有源部件隔离。

(4)

根据(1)至(3)中任一项的半导体装置，其中，

多个有源部件还包括第三有源部件，其设置为比第一有源部件更靠近所述一个表面并且具有比第一有源部件更小的平面面积，并且

第三有源部件沿堆叠方向在第一有源部件的投影区域中与第一有源部件并列设置。

(5)

根据(1)至(4)中任一项的半导体装置，其中，多个有源部件中的至少一个或多个是处理器。

(6)

根据(1)至(5)中任一项的半导体装置，其中，连接通路垂直于多层布线板的板表面设置。

(7)

根据(1)至(6)中任一项的半导体装置，其中，

金属布线提供在第一有源部件和第二有源部件之间，并且

金属布线将第一有源部件和第二有源部件彼此电磁屏蔽。

(8)

一种电子模块，包括：

半导体装置，包括

多层布线板，其一个表面设置有外部连接端子；以及

多个有源部件，其设置为堆叠在多层布线板内部，并经由连接通路连接到外部连接端子，

其中，设置在半导体装置中的多个有源部件包括设置在与所述一个表面相对的另一表面侧上的第一有源部件以及设置为比第一有源部件更靠近所述一个表面的并且比第一有源部件更小的第二有源部件。

(9)

根据(8)的电子模块，其中，

在另一表面上进一步设置凸块端子，并且

在凸块端子上设置电子部件。

(10)

根据(9)的电子模块，还包括：

密封电子部件的密封材料层。

(11)

一种电子设备，包括：

半导体装置，包括

多层布线板，其一个表面设置有外部连接端子；以及

多个有源部件，其设置为堆叠在多层布线板内部，并经由连接通路连接到外部连接端子，

其中，设置在半导体装置中的多个有源部件包括设置在与一个表面相对的另一表面侧上的第一有源部件以及设置为比第一有源部件更靠近一个表面的并且比第一有源部件更小的第二有源部件。

(12)

一种用于生产半导体装置的方法，包括：

通过在支撑基板上堆叠多个有源部件来形成多层布线板，同时将多个有源部件嵌入绝缘树脂中的步骤；

形成连接通路以连接到多个有源部件中的每个的步骤；

在多层布线板的表面上形成电极极板以连接到连接通路的步骤；以及

在电极极板上形成外部连接端子的步骤，

其中，多个有源部件包括堆叠在支撑基板侧上的第一有源部件以及堆叠在形成外部连接端子的表面侧上并且具有比第一有源部件更大的平面面积的第二有源部件。

(13)

根据(12)的用于生产半导体装置的方法，还包括：

在形成电极极板之后从多层布线板中剥离支撑基板的步骤。

(14)

根据(12)或(13)的用于生产半导体装置的方法，其中，通过激光处理或光刻形成其中设置连接通路的通孔。

标号列表

1、1a、1b半导体装置

10、10a电子模块

12第一有源部件

15、25、45、55接触通路

16、26、56布线层

17连接通路

22第二有源部件

32、33、34、35、36、51层间绝缘膜

47电极极板

48外部连接端子

31、37、52保护层

57凸块端子

61电子部件

62连接端子

63密封材料层

81支撑基板

82粘合树脂层

83载体铜箔

84超薄铜箔

100电子设备。