[发明专利]搭载二次电池的芯片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及搭载二次电池的芯片的制造方法，其在制作于硅基板等晶片的芯片上一体地形成二次电池。

背景技术

能够充电并保存电力的二次电池已经开发出铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、锂离子二次电池等，并已经供于实用，近年来能够形成薄膜的全固体二次电池受到关注，由于其安全性和安装空间窄小化，从而在小型机器中的应用正在不断推进。

专利文献1公开了：通过在基板上形成固体薄膜二次电池而单片地内置固体薄膜二次电池的半导体装置；以及，由此电子元件和固体薄膜二次电池单片地构成电路的半导体装置。固体薄膜二次电池为全固体锂离子二次电池，通过在半导体元件基板上形成由该基板的表面改性而形成的多孔膜为负极活性物质的固体薄膜二次电池，从而单片地内置固体薄膜二次电池。

如图20所示，就单片二次电池内置型半导体元件基板的IC/LSI芯片116而言，单片地形成的固体薄膜二次电池通过内部连接线112-1、112-2连接于IC/LSI部。用于对存储电路部114供给电力的单片固体薄膜二次电池组110-1和主要用于对逻辑电路部113供给电力的单片二次电池组110-2与电路组一起集成在IC/LSI芯片116的基板上。两者可分别通过多个内部连接线而电连接。虽然也可以为外部连接线，但认为这种方式会极大地丧失单片方式的优点。

在专利文献2中公开了一种在固体电池上搭载有半导体芯片的电池搭载型集成电路装置。固体电池具有包含正极、负极和固体电解质的充电要素以及位于充电要素的外部的保护膜，保护膜设为多层结构，其中至少一层具有正电位。通过保护膜来防止负责充放电的离子向集成电路扩散、从而防止半导体装置的特性劣化和误动作，由此能纳入封装体中，因此能提供削减安装面积的电池搭载型集成电路装置。

就图21所示的芯片而言，在用于搭载电池而制作的引线框120上涂布银糊剂，将固体电池122加热至200℃并设置在引线框上。在其上涂布液状环氧树脂，设置半导体芯片124，用覆有绝缘被膜的直径100μm的金线128将半导体芯片124与引线框120、固体电池122与引线框120进行焊接从而进行布线，用环氧树脂126密封。

专利文献3公开了一种薄膜电池一体型元件的结构，其在芯片或元件上直接层叠形成薄膜电池，能够不使用金属线等连接手段对薄膜电池和元件进行电连接。

其按照具备元件、覆盖元件的不导电的绝缘层、垂直设置在元件上或其侧面的一对元件端子、从元件端子上的上端至上述绝缘层的最上表面的位置垂直设置的具有导电性的一对垂直导体、和形成于一对垂直导体上的具备负极薄膜和正极薄膜的薄膜电池的方式而构成。此外，还可以按照具备一对电极导体的方式构成，所述一对电极导体在绝缘层上水平地分开并配设在上述一对垂直导体上，与薄膜电池的正极和负极进行电连接。

专利文献4公开了在RAM芯片上层叠有全固体电池的构成。在RAM的表面上设置钝化膜，在其上依次形成电池的正极或负极材料膜、固体电解质膜、电池的负极或正极材料膜。就电池与RAM芯片的连接而言，集成在半导体内的电路的接地端子和电源端子经由集电体与电池的正极和负极进行连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-281593号公报

专利文献2:日本特开2007-026982号公报

专利文献3:日本特开2000-106366号公报

专利文献4:日本特开昭59-25531号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，关于在半导体基板搭载固体薄膜二次电池的技术已经提出了各种方案，大体上有：另行制作固体薄膜二次电池作为电路芯片后通过物理方式搭载在半导体基板上一体化的结构；在半导体基板设置固体薄膜二次电池的制作区域并制作出固体薄膜二次电池的结构；进一步，在电路芯片上层叠、搭载有固体薄膜二次电池的结构。

固体薄膜二次电池比以往的二次电池、即镍镉蓄电池和铅酸蓄电池更薄也更小，因此能实现二次电池的大幅节约空间化。此外，还能够制成如微型电池这样的极小的电池。因此，层叠、搭载在电路芯片上的结构不需要设置二次电池的搭载空间，能实现小型机器，还能在电路上直接形成二次电池。

但是，就另行制作固体薄膜二次电池作为电路芯片后通过物理方式搭载在半导体基板上一体化的结构而言，与固体薄膜二次电池和半导体基板连接的连接线(金属线)所需的浮置容量、浮置电抗会成为产生噪音、使集成电路的转换速率降低的原因。