本申請(qǐng)享有以日本專利申請(qǐng)2015-180895號(hào)(申請(qǐng)日：2015年9月14日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)而包含基礎(chǔ)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

目前，多種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器正在被開發(fā)并投入實(shí)際使用。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之中，像磁阻存儲(chǔ)器(Magnetoresistive Random Access Memory：MRAM(磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器))那樣利用磁的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器也被投入實(shí)際使用。磁阻存儲(chǔ)器因?yàn)槭抢么诺拇鎯?chǔ)元件，所以有保持在存儲(chǔ)元件中的信息因外部磁場(chǎng)的影響而丟失的顧慮。以往的具有磁阻元件的半導(dǎo)體芯片中，為了抑制外部磁場(chǎng)的影響，正在研究應(yīng)用例如在半導(dǎo)體芯片上配置磁屏蔽板的封裝結(jié)構(gòu)。

配置磁屏蔽板的封裝結(jié)構(gòu)除了需要在襯底上積層半導(dǎo)體芯片的步驟以外，還需要積層磁屏蔽板的步驟。因此，步驟數(shù)增加。而且，在積層多個(gè)半導(dǎo)體芯片的情況下，半導(dǎo)體芯片與磁屏蔽板的間隔越寬，對(duì)半導(dǎo)體芯片的磁屏蔽效果越差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種半導(dǎo)體裝置，其既能抑制步驟數(shù)的增加，又能獲得對(duì)半導(dǎo)體芯片的優(yōu)異的磁屏蔽效果。

實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備：襯底；磁阻存儲(chǔ)器芯片，安裝在襯底上；以及密封樹脂層，將磁阻存儲(chǔ)器芯片密封。磁阻存儲(chǔ)器芯片具備：磁阻存儲(chǔ)器元件層；以及有機(jī)樹脂層，以覆蓋磁阻存儲(chǔ)器元件層的至少一部分的方式設(shè)置，且含有磁性體粉末。

附圖說明

圖1是表示半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。

圖2是表示磁阻存儲(chǔ)器芯片的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。

圖3是表示芯片積層體的一部分的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。

圖4是表示磁阻存儲(chǔ)器芯片的另一結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。

圖5是表示芯片積層體的一部分的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，附圖是示意性的圖，存在例如厚度與平面尺寸的關(guān)系、各層的厚度的比率等和實(shí)物不同的情況。而且，在實(shí)施方式中，對(duì)于實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同符號(hào)并省略說明。

圖1是表示半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。圖1所示的半導(dǎo)體裝置10具備襯底1、芯片積層體2、接合線3、密封樹脂層4及導(dǎo)電體5。

襯底1具有面1a及面1a的相反側(cè)的面1b。圖1中，將面1a設(shè)為上側(cè)，將面1b設(shè)為下側(cè)，而圖示出半導(dǎo)體裝置10。作為襯底1，舉出例如在絕緣樹脂板的表面或內(nèi)部設(shè)有配線網(wǎng)的配線板。作為配線板，舉出例如使用玻璃-環(huán)氧樹脂或BT樹脂(雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂)等的印刷配線板(多層印刷板等)。

芯片積層體2具有搭載在襯底1上的磁阻存儲(chǔ)器芯片20。磁阻存儲(chǔ)器芯片20例如為具有MRAM的存儲(chǔ)器芯片。圖1所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20為四段結(jié)構(gòu)，磁阻存儲(chǔ)器芯片20的數(shù)量并無特別限定。

接合線3設(shè)置在襯底1，且將露出于面1a的電極11與磁阻存儲(chǔ)器芯片20之間電連接。電極11電連接于襯底1的配線網(wǎng)。進(jìn)而，接合線3將多個(gè)磁阻存儲(chǔ)器芯片20依次電連接。接合線3包含例如金、銀、銅或鋁等。

密封樹脂層4將磁阻存儲(chǔ)器芯片20及接合線3密封。密封樹脂層4含有無機(jī)填充材(例如SiO₂)。例如使用包含無機(jī)填充材與有機(jī)樹脂等的密封樹脂并利用轉(zhuǎn)移模塑法、壓縮模塑法、注射模塑法等模塑法，以此來形成密封樹脂層4。

導(dǎo)電體5設(shè)置在襯底1，且電連接于露出在面1b的連接墊。導(dǎo)電體5具有作為外部連接端子的功能。經(jīng)由外部連接端子將例如信號(hào)及電源電壓等供給至磁阻存儲(chǔ)器芯片20。導(dǎo)電體5包含例如金、銅或焊料等。作為焊料，舉出例如錫-銀系、錫-銀-銅系的無鉛焊料等。導(dǎo)電體5也可具有多種金屬材料的積層。圖1所示的半導(dǎo)體裝置10具備具 有導(dǎo)電性球的導(dǎo)電體5，但也可以具備具有凸塊的導(dǎo)電體5。

接下來，參照?qǐng)D2對(duì)磁阻存儲(chǔ)器芯片20的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。圖2是表示磁阻存儲(chǔ)器芯片20的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。圖2所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20具備磁阻存儲(chǔ)器元件層21、電極22、絕緣層23、有機(jī)樹脂層24及有機(jī)粘附層25。

磁阻存儲(chǔ)器元件層21例如具有：存儲(chǔ)器單元，具有磁阻存儲(chǔ)器元件；譯碼器，選擇進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入及讀取的磁阻存儲(chǔ)器元件；以及周邊電路，包含控制譯碼器的動(dòng)作的控制電路與對(duì)譯碼器及控制電路供給電力的電源電路。磁阻存儲(chǔ)器元件層21的厚度例如為30μm以上80μm以下。

磁阻存儲(chǔ)器元件層21例如具有：半導(dǎo)體元件層21a；以及磁阻元件層21b，設(shè)置在半導(dǎo)體元件層21a上，且具有MTJ(Magnetic Tunnel Junction：MTJ(磁性隧道結(jié)))元件等磁阻元件。半導(dǎo)體元件層21a是通過例如在硅板等半導(dǎo)體板上成膜絕緣層或?qū)щ妼佣纬伞?/p>

進(jìn)而，半導(dǎo)體元件層21a例如具備：存儲(chǔ)器單元部，包含第1晶體管；以及周邊電路部，具有包含第2晶體管的半導(dǎo)體元件。第1晶體管控制對(duì)磁阻元件的電荷供給。第2晶體管是構(gòu)成周邊電路的元件之一。磁阻元件例如設(shè)置在半導(dǎo)體元件層21a的存儲(chǔ)器單元部上，且經(jīng)由配線等電連接于第1晶體管的輸入輸出端子。

電極22設(shè)置在磁阻元件層21b上。電極22例如電連接于構(gòu)成半導(dǎo)體元件層21a的周邊電路的半導(dǎo)體元件。電極22具有作為電極墊的功能。電極22包含例如銅、銀、金或鋁等?？赏ㄟ^例如利用濺射法、電解鍍敷法或無電解鍍敷法等成膜包含所述材料的鍍膜，以此來形成電極22。

絕緣層23設(shè)置在磁阻存儲(chǔ)器元件層21上及電極22的一部分之上。絕緣層23包含例如氧化硅或氮化硅。絕緣層23具有例如作為鈍化層的功能。

有機(jī)樹脂層24是以覆蓋磁阻存儲(chǔ)器元件層21的至少一部分的方式設(shè)置。圖2所示的有機(jī)樹脂層24是以隔著絕緣層23與磁阻元件層21b重疊的方式設(shè)置。有機(jī)樹脂層24具有作為鈍化層的功能。有機(jī)樹脂層24包含例如聚酰亞胺。

進(jìn)而，有機(jī)樹脂層24含有磁性體粉末。含有磁性體粉末的有機(jī)樹脂層24具有作為磁屏蔽層的功能。也可不必設(shè)置有機(jī)樹脂層24。

例如通過利用旋涂法涂布包含磁性粉末的液狀有機(jī)樹脂，以此來形成有機(jī)樹脂層24。有機(jī)樹脂層24的厚度例如為2μm以上5μm以下。

絕緣層23及有機(jī)樹脂層24具有使電極22的至少一部分露出的開口部26。有機(jī)樹脂層24例如能夠使用經(jīng)曝光顯影的光阻劑而選擇性地進(jìn)行蝕刻加工。

有機(jī)粘附層25是以覆蓋磁阻存儲(chǔ)器元件層21的至少一部分的方式設(shè)置。圖2所示的有機(jī)粘附層25是與磁阻存儲(chǔ)器元件層21中的磁阻元件層21b的形成面的相反側(cè)的面相接設(shè)置。作為有機(jī)粘附層25，舉出例如模片固定膜(Die Attach Film：DAF)等。作為DAF，舉出例如以環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸系樹脂等為主成分的粘合片。

進(jìn)而，有機(jī)粘附層25含有磁性體粉末。含有磁性體粉末的有機(jī)粘附層25具有作為磁屏蔽層的功能。只要有機(jī)樹脂層24及有機(jī)粘附層25的至少一個(gè)含有磁性體粉末即可。

作為磁性體粉末，使用例如鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)等軟磁性金屬、或包含所述軟磁性金屬的至少一種的軟磁性合金等。作為軟磁性合金等，舉出硅鋼(Fe-Si)、碳鋼(Fe-C)、坡莫合金(Fe-Ni)、鐵硅鋁合金(Fe-Si-Al)、波明德合金(Fe-Co)、鐵氧體不銹鋼等。有機(jī)樹脂層24及有機(jī)粘附層25可含有彼此相同的粉末。有機(jī)樹脂層24及有機(jī)粘附層25也可含有互不相同的粉末。

有機(jī)樹脂層24或有機(jī)粘附層25比密封樹脂層4更易含有磁性體粉末。由此，能夠使例如相對(duì)于有機(jī)樹脂層24或有機(jī)粘附層25的磁性體粉末的每單位體積的含量比密封樹脂層4更多。

磁阻存儲(chǔ)器芯片20是以使電極22露出的方式多段地積層。經(jīng)多段地積層的磁阻存儲(chǔ)器芯片20經(jīng)由有機(jī)粘附層25依次粘附。多段地積層的磁阻存儲(chǔ)器芯片20的電極22經(jīng)由接合線3依次電連接。而且，最下段的磁阻存儲(chǔ)器芯片20的電極22經(jīng)由接合線3電連接于被設(shè)置在襯底1的電極11。

在利用模片固定膜等有機(jī)粘附層25將經(jīng)多段地積層的多個(gè)磁阻存儲(chǔ)器芯片20粘附的情況下，將多個(gè)磁阻存儲(chǔ)器芯片20積層之后進(jìn)行熱處理。由此，使有機(jī)粘附層25暫時(shí)軟化而將磁阻存儲(chǔ)器芯片20彼此或磁阻存儲(chǔ)器芯片20與襯底1粘附。這時(shí)，如圖3所示，存在有機(jī)粘附層25順著磁阻存儲(chǔ)器元件層21的側(cè)面流動(dòng)的情況。圖3是用來說明磁阻存儲(chǔ)器芯片的粘附狀態(tài)的剖視示意圖。

圖3所示的有機(jī)粘附層25覆蓋磁阻存儲(chǔ)器元件層21的側(cè)面，且與有機(jī)樹脂層24相接。進(jìn)而，經(jīng)多段地積層的磁阻存儲(chǔ)器芯片20的有機(jī)粘附層25是以覆蓋磁阻存儲(chǔ)器元件層21的側(cè)面的方式彼此相接。通過以覆蓋磁阻存儲(chǔ)器元件層21的側(cè)面的方式設(shè)置有機(jī)粘附層25，有機(jī)樹脂層24與有機(jī)粘附層25的粘附強(qiáng)度提高。而且，在有機(jī)樹脂層24與有機(jī)粘附層25相接的情況下，入射至有機(jī)樹脂層24的磁力容易向有機(jī)粘附層25傳遞，入射至有機(jī)粘附層25的磁力容易向有機(jī)樹脂層24傳遞，因此抑制從垂直方向而來的磁場(chǎng)的影響的效果提高。而且，通過使有機(jī)粘附層25含有磁性體粉末，能夠抑制從水平方向而來的磁場(chǎng)的影響，因此能夠進(jìn)一步提高磁阻存儲(chǔ)器芯片20的磁屏蔽效果。

本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備以覆蓋磁阻存儲(chǔ)器芯片的至少一部分的方式設(shè)置且含有磁性體粉末的有機(jī)樹脂層及有機(jī)粘附層的至少一種層。所述含有磁性體粉末的有機(jī)樹脂層及有機(jī)粘附層的至少一種層是針對(duì)每個(gè)磁阻存儲(chǔ)器芯片而設(shè)置。像這樣，能夠?qū)⒑写判泽w粉末的有機(jī)樹脂層及有機(jī)粘附層的至少一種層配置在極接近于磁阻存儲(chǔ)器芯片的位置，因此能夠提高磁屏蔽效果。而且，能夠使有機(jī)樹脂層或有機(jī)粘附層含有磁性體粉末而形成磁屏蔽層。由此，與在磁阻存儲(chǔ)器芯片上另外積層磁屏蔽板的情況相比較，能夠抑制步驟數(shù)的增加。

磁阻存儲(chǔ)器芯片20的結(jié)構(gòu)并不限定于圖2所示的結(jié)構(gòu)。圖4是表示磁阻存儲(chǔ)器芯片20的另一結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。與圖2所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20相比較，圖4所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20至少在具備設(shè)置在磁阻存儲(chǔ)器元件層21與有機(jī)樹脂層24之間的有機(jī)保護(hù)層27的構(gòu)成上不同。關(guān)于與圖2所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素，適當(dāng)引用圖2所示的說明。

有機(jī)保護(hù)層27設(shè)置在絕緣層23上。有機(jī)樹脂層24設(shè)置在有機(jī)保護(hù)層27上。有機(jī)保護(hù)層27具有保護(hù)磁阻存儲(chǔ)器元件層21的功能。有機(jī)保護(hù)層27包含例如聚酰亞胺等。

通過設(shè)置有機(jī)保護(hù)層27，使磁阻存儲(chǔ)器元件層21得到保護(hù)，因此能夠使有機(jī)樹脂層24的磁性體粉末的含量較多。由此，能夠進(jìn)一步提高磁性屏蔽效果。

圖5是表示芯片積層體2的一部分的結(jié)構(gòu)例的剖視示意圖。為方便起見，未圖示接合線3。與圖2所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20相比較，圖5所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20至少在不具備有機(jī)樹脂層24而具備有機(jī)保護(hù)層27的構(gòu)成上不同。也就是說，圖5所示的磁阻存儲(chǔ)器芯片20具備：磁阻存儲(chǔ)器元件層21；電極22，設(shè)置在磁阻存儲(chǔ)器元件層21上；絕緣層23，設(shè)置在磁阻存儲(chǔ)器元件層21上及電極22上；有機(jī)保護(hù)層27，設(shè)置在絕緣層23上；以及有機(jī)粘附層25，以覆蓋具有使電極22的一部分露出的開口部的磁阻存儲(chǔ)器元件層21的至少一部分的方式設(shè)置，且含有磁性體粉末。

磁阻存儲(chǔ)器芯片20是以使電極22露出的方式多段地積層。經(jīng)多段地積層的磁阻存儲(chǔ)器芯片20經(jīng)由有機(jī)粘附層25依次粘附。這時(shí)，芯片積層體2也可不在最上層具備有機(jī)粘附層25。經(jīng)多段地積層的磁阻存儲(chǔ)器芯片20的電極22依次電連接。而且，最下段的磁阻存儲(chǔ)器芯片20的電極22電連接于被設(shè)置在襯底1的電極11。

磁阻存儲(chǔ)器元件層21具有與有機(jī)粘附層25重疊的區(qū)域211以及不與有機(jī)粘附層25重疊的區(qū)域212。不與含有磁性體粉末的有機(jī)粘附層25重疊的區(qū)域212的磁屏蔽效果與區(qū)域211相比降低。因此，通過使和周邊電路相比更易受到外部磁場(chǎng)的影響的磁阻存儲(chǔ)器元件與區(qū)域211重疊而配置，也就是以與區(qū)域211重疊的方式設(shè)置存儲(chǔ)器單元，能夠 抑制寫入至磁阻存儲(chǔ)器元件的數(shù)據(jù)的消失。

此外，對(duì)本發(fā)明的若干實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為示例提出的，并未意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能夠以其他多種方式實(shí)施，且能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變化包含在發(fā)明的范圍或主旨中，并且包含在權(quán)利要求書中所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。

[符號(hào)的說明]

1 襯底

1a 面

1b 面

2 芯片積層體

3 接合線

4 密封樹脂層

5 導(dǎo)電體

10 半導(dǎo)體裝置

11 電極

20 磁阻存儲(chǔ)器芯片

21 磁阻存儲(chǔ)器元件層

21a 半導(dǎo)體元件層

21b 磁阻元件層

22 電極

23 絕緣層

24 有機(jī)樹脂層

25 有機(jī)粘附層

26 開口部

27 有機(jī)保護(hù)層