半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利說明】半導(dǎo)體器件
[0001]本申請是2011年11月14日提交的申請?zhí)枮?01110360175.X、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體器件和制造半導(dǎo)體器件的方法”之申請的分案申請。
[0002]本申請基于日本專利申請N0.2010-255088的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種包括磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體器件和制造半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)發(fā)展了將磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(MRAM)作為一種類型的存儲(chǔ)裝置投入實(shí)際使用。MRAM是通過重寫電子自旋的方向來寫入信息的裝置。外部靜磁場能夠使存儲(chǔ)在MRAM中的信息被錯(cuò)誤地擦除或者寫入。與此相反，例如，如在日本特開專利申請N0.2003-309196中所公開的，已經(jīng)研究了用于利用磁屏蔽覆蓋包括MRAM的半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)。
[0005]為了抑制磁性從磁屏蔽朝著半導(dǎo)體芯片泄漏，如在日本特開專利申請N0.2003-347441中公開的，優(yōu)選的是，利用磁屏蔽層直接覆蓋半導(dǎo)體芯片。然而，在半導(dǎo)體芯片直接地覆蓋有磁屏蔽層的情況下，凸塊需要高于磁屏蔽層，以便于將半導(dǎo)體芯片倒裝芯片安裝在互連基板上。在這樣的情況下，很難以小的節(jié)距布置凸塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片包括磁存儲(chǔ)器件和電極焊盤，該電極焊盤被布置在半導(dǎo)體芯片的第一面上方；
[0007]磁屏蔽層，該磁屏蔽層涂覆半導(dǎo)體芯片以至少暴露電極焊盤；以及
[0008]互連基板，該互連基板通過凸塊連接到半導(dǎo)體芯片，
[0009]其中半導(dǎo)體芯片和互連基板中的至少一個(gè)包括凸部，并且凸塊布置在凸部上方。
[0010]在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片和互連基板中的至少一個(gè)包括凸部。因此，凸塊的高度能夠形成得小。另外，根據(jù)此，凸塊的直徑能夠形成得小。因此，能夠以小節(jié)距布置凸塊。
[0011]在另一實(shí)施例中，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括:
[0012]利用磁屏蔽層涂覆半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片包括磁存儲(chǔ)器件和電極焊盤，該電極焊盤被布置在半導(dǎo)體芯片的第一面上方，并且半導(dǎo)體芯片被涂覆使得至少暴露電極焊盤；和
[0013]通過凸塊將半導(dǎo)體芯片連接到互連基板，
[0014]其中半導(dǎo)體芯片和互連基板中的至少一個(gè)包括凸部，并且凸塊被布置在凸部上方。
[0015]本發(fā)明使得能夠以小節(jié)距布置凸塊，即使半導(dǎo)體芯片被涂覆有磁屏蔽層。
【附圖說明】
[0016]結(jié)合附圖，根據(jù)某些優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的以上和其它方面、優(yōu)點(diǎn)和特征將更加明顯，其中:
[0017]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0018]圖2A和圖2B是示出磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器的原理的圖。
[0019]圖3A和圖3B是示出磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器的構(gòu)造的圖。
[0020]圖4A和圖4B是示出制造圖1中所示的半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
[0021]圖5A和圖5B是示出制造圖1中所示的半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
[0022]圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0023]圖7A和圖7B是示出制造圖6中所示的半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
[0024]圖8A至圖SC是示出制造根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
[0025]圖9是示出根據(jù)第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0026]圖1OA是示出根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖，并且圖1OB是圖1OA中示出的半導(dǎo)體器件的頂視圖。
[0027]圖1lA是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖，并且圖1lB是圖1lA中所示的半導(dǎo)體器件的頂視圖。
[0028]圖12A是示出根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖，并且圖12B是示出圖12A中所示的半導(dǎo)體器件的修改示例的截面圖。
[0029]圖13是示出凸部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的放大截面圖。
[0030]圖14是示出圖13中所示的凸部的修改示例的截面圖。
[0031]圖15是示出根據(jù)第八實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0032]圖16是示出圖15中所示的半導(dǎo)體器件的修改示例的截面圖。
[0033]圖17是示出圖15中所示的半導(dǎo)體器件的修改示例的截面圖。
[0034]圖18是示出根據(jù)第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0035]圖19是示出根據(jù)第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0036]圖20是示出圖19中所示的半導(dǎo)體器件的第一修改示例的截面圖。
[0037]圖21是示出圖19中所示的半導(dǎo)體器件的第二修改示例的截面圖。
[0038]圖22是示出根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0039]圖23是示出圖22中所示的半導(dǎo)體器件的修改示例的截面圖。
[0040]圖24A至圖24E是示出磁屏蔽層的修改示例的透視圖。
[0041]圖25A至圖2?是示出磁屏蔽層的修改示例的透視圖。
[0042]圖26A至圖26C是示出磁屏蔽層的開口的修改示例的平面圖。
[0043]圖27A至圖27C是示出磁屏蔽層的開口的修改示例的平面圖。
[0044]圖28是示出磁屏蔽層的修改示例的截面圖。
[0045]圖29是示出根據(jù)第十二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。
[0046]圖30A至圖30C是示出電極焊盤的平面形狀的修改示例的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]現(xiàn)在在此將參考示例性實(shí)施例來描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解能夠使用本發(fā)明的教導(dǎo)完成許多替代實(shí)施例并且本發(fā)明不限于為解釋性目的而示出的實(shí)施例。
[0048]在下文中，將會(huì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在所有的附圖中，相同的附圖標(biāo)記被分配給相同的組成元件，并且將不會(huì)重復(fù)其描述。
[0049]第一實(shí)施例
[0050]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的截面圖。此半導(dǎo)體器件包括:半導(dǎo)體芯片100 ;磁屏蔽層400 ；以及互連基板200。半導(dǎo)體芯片100包括磁阻RAM 10并且包括電極焊盤110 (附圖中未示出)。電極焊盤110被布置在半導(dǎo)體芯片100的第一面上。磁屏蔽層400覆蓋半導(dǎo)體芯片100以至少暴露電極焊盤110。半導(dǎo)體芯片100通過凸塊310安裝在互連基板200上。例如，在此示出的連接形式是倒裝芯片連接。半導(dǎo)體芯片100和互連基板200中的至少一個(gè)包括凸部，并且凸塊310被布置在凸部上。在下面將會(huì)介紹詳細(xì)描述。
[0051]在本實(shí)施例中，凸部被布置在互連基板200處。更加具體地，互連基板200包括第一互連基板210和第二互連基板220。當(dāng)在平面圖中看時(shí)，第二互連基板220小于第一互連基板210。第二互連基板220通過凸塊230被安裝在第一互連基板210上。這樣第二互連基板220構(gòu)成了凸部。第二互連基板220具有不面向第一互連基板210的面，和通過凸塊310連接到半導(dǎo)體芯片100的面。例如，凸塊230和310是焊料凸塊。第一互連基板210具有與半導(dǎo)體芯片100相反的面，并且在該面上，焊料球320被布置為外部連接端子。
[0052]盡管磁屏蔽層400至少覆蓋半導(dǎo)體芯片100的第一面(面向互連基板200的面)的一部分，但是磁屏蔽層400沒有重疊第二互連基板220。更加具體地，盡管屏蔽層400幾乎覆蓋半導(dǎo)體芯片100的整個(gè)面(包括側(cè)面)，但是開口 402形成在面向互連基板200的區(qū)域(其對(duì)應(yīng)于稍后要描述的圖25A)中。當(dāng)在平面圖中看時(shí)，開口 402大于第二互連基板220。因此，磁屏蔽層400沒有干擾第二互連基板220，并且第二互連基板220進(jìn)入開口 402的內(nèi)部。磁屏蔽層400由諸如鐵、坡莫合金(permalloy)、鐵娃招磁合金(sendust)、娃鋼、或者納米晶體的軟磁性材料形成。例如，磁屏蔽層400的厚度等于或者大于0.05mm并且等于或者小于0.15mm。
[0053]底部填充樹脂510密封半導(dǎo)體芯片100和互連基板200之間的空間。底部填充樹脂510可以是環(huán)氧基樹脂或者酰亞胺基樹脂。在本實(shí)施例中，底部填充樹脂510還形成在磁屏蔽層400和第二互連基板220之間。換言之，底部填充樹脂510也密封第二互連基板220。
[0054]圖2A和圖2B是示出磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10的原理的圖。磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10具有其中磁固定層12和磁自由層14通過隧道阻擋層16相互面對(duì)的結(jié)構(gòu)。圖2A中所示的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10是垂直的旋轉(zhuǎn)型元件。該類型的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10的寫入和擦除通過垂直于半導(dǎo)體芯片100的方向上的磁場來發(fā)生。圖2B中所示的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10是水平的旋轉(zhuǎn)型元件。此種類型的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10的寫入和擦除通過相對(duì)于半導(dǎo)體芯片100水平的方向上的磁場來發(fā)生。在磁固定層12和磁自由層14的方向相同的情況下，任何類型的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10處于低電阻狀態(tài)并且在磁固定層12和磁自由層14彼此相反的情況下，處于高電阻狀態(tài)。對(duì)經(jīng)過隧道阻擋層16的隧道電流的大小進(jìn)行測量，并且因此讀出寫入的信息。圖1中所示的磁屏蔽層400具有用于圖2A和圖2B中所示的任何類型的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10的磁屏蔽效果。
[0055]圖3A和圖3B是示出磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10的構(gòu)造的圖。圖3A中所示的磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器10是磁壁移動(dòng)型磁存儲(chǔ)元件。更加具體地，磁自由層1