本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)在的節(jié)能化，進(jìn)行了用于使電力變換裝置、各種產(chǎn)業(yè)用機(jī)械等電源裝置中使用的電力用器件節(jié)能化、并進(jìn)一步擴(kuò)大普及的低價(jià)格化。作為這樣的電力用器件，代表性的有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等開關(guān)元件。另外，出于高耐壓化、低電阻化以及高效率化的目的，將漂移層設(shè)為提高了雜質(zhì)濃度的將n型區(qū)和p型區(qū)交替配置的并列pn層的超結(jié)(SJ：Super Junction)結(jié)構(gòu)的MOSFET的制品化也正在加速。另外，作為下一代器件，正在開發(fā)使用了碳化硅(SiC)的開關(guān)元件。

如果這些開關(guān)元件在開關(guān)動(dòng)作時(shí)隨著發(fā)熱而達(dá)到某一溫度以上，則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作以致被破壞，所以優(yōu)選為使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄而提高散熱性的開關(guān)元件。另外，通過(guò)將這些開關(guān)元件設(shè)為沿半導(dǎo)體晶片的厚度方向有電流流通的縱向型，能夠通過(guò)使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄而實(shí)現(xiàn)低電阻化，有利于高效率化。因此，可舉出出于提高散熱性、低電阻化的目的而使半導(dǎo)體晶片薄板化的課題。另一方面，為了提高開關(guān)元件的可靠性，優(yōu)選使用熱固性樹脂，例如聚酰亞胺作為表面保護(hù)膜(鈍化膜)的材料。然而，為了形成熱固性樹脂膜必須進(jìn)行致密化工序，通過(guò)致密化使熱固性樹脂膜熱收縮，會(huì)在半導(dǎo)體晶片的正面(主面)，在與晶片正面平行的方向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。因此，之后在使半導(dǎo)體晶片薄板化的情況下，由于施加到半導(dǎo)體晶片的正面的壓縮應(yīng)力而在半導(dǎo)體晶片會(huì)產(chǎn)生正面變?yōu)榘济娴穆N曲。

在半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生了翹曲的情況下，會(huì)存在之后在形成背面電極時(shí)在半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生裂紋，或在利用切割等將半導(dǎo)體晶片切割為各芯片狀時(shí)在半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生劃痕、裂紋而變?yōu)椴涣嫉葐?wèn)題。圖10是表示以往的半導(dǎo)體裝置的 制造方法中的半導(dǎo)體晶片的翹曲量的特性圖。將利用通常的方法在作為晶片正面?zhèn)鹊淖罱K工序的形成由熱固性樹脂構(gòu)成的表面保護(hù)膜102后，使半導(dǎo)體晶片101的厚度t101變薄時(shí)的半導(dǎo)體晶片101的翹曲量t102示于圖10(a)。半導(dǎo)體晶片的翹曲量t102是指從在翹曲的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片101的凸面(背面101b)的厚度最厚的方向外側(cè)(下方)突出的頂點(diǎn)部101c到晶片端部的凸面?zhèn)鹊慕遣?01d為止的距離(圖10(b))。符號(hào)101a為翹曲的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片101的凹面(正面)。如圖10(a)所示，在以往的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在使半導(dǎo)體晶片101薄至200μm以下的厚度t101的情況下，可確認(rèn)半導(dǎo)體晶片101的翹曲量t102相對(duì)于半導(dǎo)體晶片101的厚度t101變大，會(huì)產(chǎn)生由上述的半導(dǎo)體晶片101的翹曲而導(dǎo)致的問(wèn)題。

作為抑制半導(dǎo)體晶片的翹曲的方法，提出了如下方法：在以預(yù)定寬度增厚并殘留半導(dǎo)體晶片的外周部，僅使中央部薄到可得到預(yù)定的元件特性的程度的狀態(tài)下進(jìn)行制造工序(例如，參照下述專利文獻(xiàn)1～3)。

另外，作為切割半導(dǎo)體晶片的方法，提出了如下的方法：在半導(dǎo)體晶片上形成晶體管之前，利用光刻和蝕刻在切割線形成槽的方法(例如，參照下述專利文獻(xiàn)4(第0011段))。在下述專利文獻(xiàn)4中，通過(guò)以比切割刀的寬度寬的寬度形成的槽來(lái)校正切割時(shí)的切割刀的位置偏移，可抑制半導(dǎo)體晶片的劃痕、裂縫。

另外，作為切割半導(dǎo)體晶片的另一方法，提出了如下的方法：在半導(dǎo)體晶片的正面形成在與切割線對(duì)應(yīng)的部分開口的抗蝕膜，對(duì)半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行研磨后，將抗蝕膜作為掩模進(jìn)行各向同性干式蝕刻，在切割線形成比半導(dǎo)體元件形成層深的槽(例如，參照下述專利文獻(xiàn)5(第0032～0034段))。在下述專利文獻(xiàn)5中，通過(guò)使槽的寬度比切割刀的寬度寬，提高由切割帶來(lái)的切割屑的排出效率，從而抑制品質(zhì)降低和污染。

另外，作為切割半導(dǎo)體晶片的又一方法，提出了如下的方法：通過(guò)在半導(dǎo)體晶片上形成半導(dǎo)體元件，對(duì)半導(dǎo)體晶片的整個(gè)背面進(jìn)行研磨，之后在半導(dǎo)體晶片的正面形成在與切割線對(duì)應(yīng)的部分開口的抗蝕膜，將抗蝕膜作為掩模進(jìn)行蝕刻，從而在切割線形成槽(例如，參照下述專利文獻(xiàn)6(第0006～0007段))。在下述專利文獻(xiàn)6中，通過(guò)以比切割線的寬度窄的寬度形成槽，從而防止在切割時(shí)直接對(duì)半導(dǎo)體晶片施加有應(yīng)力。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-165771號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2008-227521號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2007-208074號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開平10-083976號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2008-103433號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開平05-218195號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

然而，在上述專利文獻(xiàn)1～3中，由于將半導(dǎo)體晶片的中央部的厚度薄的部分作為有效芯片區(qū)，半導(dǎo)體晶片的外周部增厚而殘留的部分不作為半導(dǎo)體晶片而切割，所以半導(dǎo)體晶片的有效芯片區(qū)的面積減少。因此，存在能夠從一片半導(dǎo)體晶片切割的有效芯片數(shù)變少的問(wèn)題。另外，在上述專利文獻(xiàn)4～6中，在為了提高半導(dǎo)體元件的可靠性而形成熱固性樹脂膜作為表面保護(hù)膜的情況下，會(huì)產(chǎn)生如下的問(wèn)題。

由于形成氧化膜(SiO₂、SiN)、多晶硅膜，所以通過(guò)形成熱固性樹脂膜作為表面保護(hù)膜而在半導(dǎo)體晶片的正面?zhèn)犬a(chǎn)生的壓縮應(yīng)力與在半導(dǎo)體晶片的正面產(chǎn)生的應(yīng)力相比極大。因此，如上述專利文獻(xiàn)4那樣在半導(dǎo)體晶片形成元件結(jié)構(gòu)前在切割線形成槽的情況下，難以完全除去槽的熱固性樹脂膜，由于殘留在槽內(nèi)的熱固性樹脂膜的收縮而在半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生變形。如上述專利文獻(xiàn)5、6那樣在使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄后在切割線形成槽的情況下，無(wú)法緩和因熱固性樹脂膜而在半導(dǎo)體晶片的正面產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，會(huì)在半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生翹曲。

本發(fā)明為了消除上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，目的在于提供一種可靠性高、散熱性高、并且低電阻的半導(dǎo)體裝置。另外，本發(fā)明為了消除上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，目的在于提供一種能夠生產(chǎn)率良好地制造可靠性高、散熱性高、并且低電阻的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

技術(shù)方案

為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下特征。首先，進(jìn)行在半導(dǎo)體晶片的正面?zhèn)刃纬稍Y(jié)構(gòu)的元件形 成工序。接下來(lái)，進(jìn)行在上述元件形成工序之后，在上述半導(dǎo)體晶片的正面形成由熱固性樹脂構(gòu)成的表面保護(hù)膜的保護(hù)膜形成工序。接下來(lái)，進(jìn)行將選擇性地除去上述表面保護(hù)膜而使上述半導(dǎo)體晶片的正面露出的部分設(shè)為切割上述半導(dǎo)體晶片時(shí)的作為切縫的切割線的除去工序。接下來(lái)，進(jìn)行在上述除去工序之后，使上述表面保護(hù)膜致密化的致密化工序。接下來(lái)，進(jìn)行在上述半導(dǎo)體晶片的正面的上述切割線的位置形成從上述半導(dǎo)體晶片的正面起算預(yù)定深度的槽的槽形成工序。接下來(lái)，進(jìn)行在上述槽形成工序之后，從背面?zhèn)仁股鲜霭雽?dǎo)體晶片的厚度變薄的薄板化工序。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，在上述的發(fā)明中，在上述槽形成工序中，以在上述致密化工序之后的上述表面保護(hù)膜的厚度的1/2以上的上述預(yù)定深度形成上述槽。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，在上述的發(fā)明中，在上述槽形成工序中，以比上述切割線的寬度窄的寬度形成槽。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，在上述的發(fā)明中，在上述薄板化工序之后，還包括背面電極形成工序，其在上述半導(dǎo)體晶片的背面形成電極。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，在上述的發(fā)明中，在上述背面電極形成工序之后，還包括切割工序，其使上述半導(dǎo)體晶片單片化。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，在上述的發(fā)明中，在上述槽形成工序中，以比用于切割上述半導(dǎo)體晶片的切割刀的刀刃的厚度寬的寬度形成上述槽。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，在上述的發(fā)明中，在上述槽形成工序中，通過(guò)各向異性干式蝕刻形成上述槽。

另外，為了解決上述的課題，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，沿切割線切割半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體基板的端面具備：槽，其以從上述半導(dǎo)體晶片的正面起算預(yù)定深度設(shè)置于切割線：表面保護(hù)膜，其覆蓋上述半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)鹊谋壬鲜霾鄣膫?cè)面更內(nèi)側(cè)的部分且由熱固性樹脂構(gòu)成。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，在上述的發(fā)明中，上述半導(dǎo)體基板的端面的上述槽以外的面是利用切割刀而得到的切割面。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，在上述的發(fā)明中，還具備元件結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于上述半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)?，上述表面保護(hù)膜覆蓋上述元件結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上述的發(fā)明，能夠在幾乎不改變制造工序，并且不追加新的設(shè)備的情況下利用表面保護(hù)膜的形成而緩和在半導(dǎo)體晶片的正面?zhèn)犬a(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。由此，在薄板化工序中，半導(dǎo)體晶片幾乎不發(fā)生翹曲。因此，容易進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的薄板化。另外，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行在半導(dǎo)體晶片的薄板化之后進(jìn)行的背面電極的形成、使半導(dǎo)體晶片單片化的切割等工序。由此，能夠減少芯片不良。另外，根據(jù)上述的發(fā)明，由于不是像以往那樣將半導(dǎo)體晶片的外周部以預(yù)定寬度增厚并殘留來(lái)確保半導(dǎo)體晶片的強(qiáng)度，所以能夠增大半導(dǎo)體晶片的有效芯片區(qū)的面積。由此，能夠增加從一片半導(dǎo)體晶片能夠切割出的有效芯片數(shù)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法，起到能夠提供可靠性高、放熱性高、并且低電阻的半導(dǎo)體裝置的效果。另外，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，起到能夠生產(chǎn)率良好地制造可靠性高、散熱性高、并且低電阻的半導(dǎo)體裝置的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的俯視圖。

圖2是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖3是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。

圖4是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。

圖5是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。

圖6是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。

圖7是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的端部形狀的剖視圖。

圖8是表示切割線的槽的深度與半導(dǎo)體晶片的翹曲量的關(guān)系的特性圖。

圖9是表示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。

圖10是表示以往的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的半導(dǎo)體晶片的翹曲量的特性圖。

符號(hào)說(shuō)明

1：半導(dǎo)體晶片

2：切割線

3、53：槽

10：芯片區(qū)

11、12：電極焊盤

13、41：表面保護(hù)膜

14a、14b：半導(dǎo)體晶片的端部的切割面

21：初始晶片

22、26：n型外延層

23：并列pn層的n型區(qū)

24：并列pn層的p型區(qū)

25：并列pn層

27：n型區(qū)

28：柵極絕緣膜

29：柵電極

30：p型基區(qū)

31：p⁺型接觸區(qū)

32：n⁺型源區(qū)

33：層間絕緣膜

34：接觸孔

35：源電極

36：背面電極

42：抗蝕膜

43：壓縮應(yīng)力

w1：切割線的寬度

w2：槽的寬度

w3：槽的開口側(cè)的寬度

w4：槽的底部的寬度

w11～w13：半導(dǎo)體晶片的寬度

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本說(shuō)明書和附圖中，對(duì)于附加了n或p的層、區(qū)域，分別指電子或空穴為多數(shù)載流子。另外，標(biāo)記于n、p的+和-分別表示雜質(zhì)濃度比未標(biāo)記+和-的層或區(qū)域的雜質(zhì)濃度高和低。應(yīng)予說(shuō)明，在以下的實(shí)施方式的說(shuō)明和附圖中，對(duì)相同的構(gòu)成標(biāo)記相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。

(實(shí)施方式1)

對(duì)實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)方法進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的俯視圖。圖2是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3～圖6是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。圖1(a)中示出了將半導(dǎo)體晶片1切割為各芯片狀之前的狀態(tài)。圖1(b)中放大示出了由圖1(a)的圓框A包圍的部分。將圖1(a)的切割線B-B'中的截面示于圖6。在圖1(a)、圖3～圖6中，省略表面保護(hù)膜13、41以外的各部分的圖示。圖1(b)僅示出了各種電極焊盤11、12以及表面保護(hù)膜13。

首先，如圖1所示，例如在由硅(Si)構(gòu)成的700μm左右的厚度的半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)刃纬烧嬖Y(jié)構(gòu)。正面元件結(jié)構(gòu)是指形成于活性區(qū)域的例如縱向型MOSFET的MOS柵(由金屬-氧化膜-半導(dǎo)體構(gòu)成的絕緣柵)結(jié)構(gòu)(未圖示)等單位單元結(jié)構(gòu)(元件的功能單位)和/或形成于終端結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的保護(hù)環(huán)等耐壓結(jié)構(gòu)(未圖示)。活性區(qū)域是導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)有電流流通的區(qū)域。終端結(jié)構(gòu)區(qū)域是被配置成包圍活性區(qū)域的周圍，且緩和芯片正面?zhèn)鹊碾妶?chǎng)而保持耐壓的區(qū)域。正面元件結(jié)構(gòu)分別形成于芯片區(qū)10，所述芯片區(qū)10是在半導(dǎo)體晶片1被配置有多個(gè)。

芯片區(qū)10是將半導(dǎo)體晶片1切割為各芯片狀時(shí)成為半導(dǎo)體晶片(半導(dǎo)體基板)的區(qū)域，用切割線2包圍其周圍。具體而言，切割線2在半導(dǎo)體晶片1的正面被配置成格子狀的平面布局，芯片區(qū)10被配置成用切割線2包圍的矩陣狀的平面布局。切割線2是半導(dǎo)體晶片1的正面的沒(méi)有形成后述的表面保護(hù)膜13的露出部分，是將半導(dǎo)體晶片1切割為單個(gè)的芯片狀時(shí)的切縫。作為形成于芯片區(qū)10的元件結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，將n溝道型的超結(jié)MOSFET示于圖2。在將圖2所示的超結(jié)MOSFET形成于芯片區(qū)10的情況下，例如準(zhǔn)備作為n⁺型漏層的初始晶片21。

初始晶片21例如可以是以1×10¹⁹/cm³的投入劑量慘雜了砷(As)的例如725μm左右的厚度的硅(Si)晶片。接下來(lái)，例如利用每次層疊n型外延層時(shí)僅選擇性地離子注入p型雜質(zhì)、或者選擇性地離子注入p型雜質(zhì)和n型雜質(zhì)的多層外延方式，在初始晶片21的正面形成將n型區(qū)23和p型區(qū)24沿與晶片正面平行的方向交替重復(fù)配置而成的并列pn層25。此時(shí)，例如可以不對(duì)層疊在初始晶片21上的最下層和最上層的n型外延層22、26進(jìn)行離子注入。利用至此為止的工序，制作在初始晶片21上依次層疊有最下層的n型外延層22、并列pn層25以及最上層的n型外延層26而成的半導(dǎo)體晶片1。

接下來(lái)，在半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)壤缧纬善矫鏂判偷腗OS柵結(jié)構(gòu)等的單位單元結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)等耐壓結(jié)構(gòu)。具體而言，通過(guò)在半導(dǎo)體晶片1的正面形成50nm的厚度的屏幕氧化膜(未圖示)，隔著屏幕氧化膜在半導(dǎo)體晶片1的正面進(jìn)行例如磷(P)等n型雜質(zhì)的離子注入，從而在n型外延層26的表面層形成n型區(qū)27。n型領(lǐng)域27的雜質(zhì)濃度可以是后述的p型基區(qū)30的雜質(zhì)濃度的10^-1倍，也可以是n型區(qū)23的雜質(zhì)濃度的10²倍。

接下來(lái)，在除去了屏幕氧化膜后，在n型區(qū)27的表面形成100nm的厚度的柵絕緣膜28。接下來(lái)，以500nm的厚度在柵極絕緣膜28上堆積(形成)作為柵電極29的多晶硅層而使其圖案化。接下來(lái)，將柵電極29作為掩模例如在硼(B)等p型雜質(zhì)的離子注入后，例如通過(guò)1150℃的溫度的熱處理(退火)使雜質(zhì)擴(kuò)散，以到達(dá)p型領(lǐng)域24的深度在n型區(qū)27的表面層選擇性地形成p型基區(qū)30。此時(shí)，可以與p型基區(qū)30一起，在終端結(jié)構(gòu)區(qū)域形成保護(hù)環(huán)等耐壓結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行光刻和離子注入，利用熱處理使雜質(zhì)擴(kuò)散，從而在p型基區(qū)30的內(nèi)部分別選擇性地形成p⁺型接觸區(qū)31和n⁺型源區(qū)32。

接下來(lái)，清洗半導(dǎo)體晶片1。接著，例如利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)(CVD：Chemical Vapor Deposition)法，以覆蓋柵電極29的方式在半導(dǎo)體晶片1的正面形成例如BPSG(Boro Phospho Silicate Glass：硼磷硅玻璃)等層間絕緣膜33。接下來(lái)，通過(guò)利用光刻和蝕刻形成在層間絕緣膜33在深度方向貫通的接觸孔34，使p⁺型接觸區(qū)31和n⁺型源區(qū)32露出。接下來(lái)，利用濺射，以埋入接觸孔34的方式在層間絕緣膜33上形成例如由鋁-硅-銅(Al-Si-Cu)合金構(gòu)成的源電極35和電極焊盤(未圖示)等。

接下來(lái)，進(jìn)行用于使源電極35和電極焊盤低電阻化的例如400℃的溫度 的熱處理。該源電極35相當(dāng)于圖1(b)的例如電極焊盤(源電極焊盤)11，這里形成的電極焊盤相當(dāng)于圖1(b)的例如電極焊盤12。源電極35和電極焊盤可以分別形成。接下來(lái)，在半導(dǎo)體晶片整個(gè)正面形成表面保護(hù)膜(鈍化膜)13，利用表面保護(hù)膜13覆蓋正面元件結(jié)構(gòu)。作為表面保護(hù)膜13的材料，使用聚酰亞胺(PI)、聚苯并噁唑(PBO)等熱固性樹脂。接下來(lái)，通過(guò)選擇性地除去表面保護(hù)膜13，從而在使各種電極焊盤11、12露出的同時(shí)，以包圍芯片區(qū)10的方式形成切割線2(圖1(b))。

形成切割線2的理由是在將半導(dǎo)體晶片1切割為各芯片狀時(shí)，表面保護(hù)膜13會(huì)變?yōu)榍懈钚级a(chǎn)生顆粒。表面保護(hù)膜13可以大致延伸到各種電極焊盤11、12的端部上。圖1(b)中示出了在各種電極焊盤11、12的端部上延伸有表面保護(hù)膜13的狀態(tài)。表面保護(hù)膜13的材料可以是非感光性的，也可以是感光性的。在使表面保護(hù)膜13的材料為非感光性的情況下，利用光刻和蝕刻選擇性地除去表面保護(hù)膜13即可。另一方面，在將表面保護(hù)膜13的材料設(shè)為感光性的情況下，如后所述可以僅利用光刻選擇性地除去表面保護(hù)膜13。

如圖3所示，在半導(dǎo)體晶片1的整個(gè)正面形成由感光性和熱固性的樹脂構(gòu)成的表面保護(hù)膜41。致密化之前的表面保護(hù)膜41的厚度t1例如可以為16μm左右。接下來(lái)，如圖4所示，在表面保護(hù)膜41上形成抗蝕膜42，利用曝光和顯影使抗蝕膜42圖案化。此時(shí)，與抗蝕膜42一起，以與抗蝕膜42相同的圖案使表面保護(hù)膜41圖案化。由此，使各種電極焊盤11、12露出，并且，使半導(dǎo)體晶片1的正面呈包圍配置成矩陣狀的芯片區(qū)10的格子狀露出。使該半導(dǎo)體晶片1的正面呈格子狀露出的部分為切割線2。由于可以將切割刀的晃動(dòng)量看成偏差值，所以切割線2的寬度w1可以比切割刀的刀刃的厚度寬，例如可以為80μm左右。通過(guò)使切割線2的寬度w1比切割刀的刀刃的厚度寬，能夠抑制通過(guò)切割刀而切割到芯片區(qū)10、表面保護(hù)膜13的情況，能夠減少芯片不良。

接下來(lái)，如圖5所示，在除去了抗蝕膜42之后，例如通過(guò)400℃左右的溫度下的熱處理(焙燒)使表面保護(hù)膜41致密化。該熱處理例如可以將整個(gè)半導(dǎo)體晶片1在例如保持為380℃左右的溫度的恒溫爐內(nèi)保持75分鐘。通過(guò)該熱處理使表面保護(hù)膜41熱收縮，致密化后的表面保護(hù)膜13的厚度t2例如變?yōu)?0μm左右。另外，通過(guò)使表面保護(hù)膜41熱收縮，從而在半導(dǎo)體晶片1 的正面?zhèn)?，在從致密化化后的表面保護(hù)膜13的端部附近(即芯片區(qū)10與切割線2的邊界附近)朝向芯片區(qū)10側(cè)的方向上產(chǎn)生壓縮應(yīng)力43。此時(shí)，半導(dǎo)體晶片1未被薄板化，是厚的狀態(tài)，因此半導(dǎo)體晶片1幾乎未產(chǎn)生翹曲，但施加到半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)鹊膲嚎s應(yīng)力43集中在表面保護(hù)膜13的端部附近。

因此，如圖6所示，利用光刻和蝕刻，在半導(dǎo)體晶片1的切割線2的位置形成槽3。通過(guò)在切割線2形成槽3，能夠確保在半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)犬a(chǎn)生的壓縮應(yīng)力43的排出通道，從而緩和施加到半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)鹊膲嚎s應(yīng)力43。槽3的寬度w2可以為切割線2的寬度w1以下(w1≥w2)。優(yōu)選地，槽3的寬度w2可以比切割線2的寬度w1窄(w1＞w2)，例如可以為50μm左右。由于在槽3的內(nèi)壁沒(méi)有露出芯片區(qū)10，所以能夠避免通過(guò)切割刀切割到芯片區(qū)10的情況。另外，雖然槽3的寬度w2可以比切割刀的刀刃的厚度窄，但切割刀由于在槽3中劃切等，可能發(fā)生切割刀的壽命短，或在半導(dǎo)體晶片的端部產(chǎn)生裂縫、劃痕。因此，優(yōu)選槽3的寬度w2比切割刀的刀刃的厚度寬。

槽3的深度d可以為半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)鹊膲嚎s應(yīng)力43集中的深度以上。具體而言，槽3的深度d可以為致密化后的表面保護(hù)膜13的厚度t2的1/2以上左右(d≥1/2×t2)。越使槽3的深度d為致密化后的表面保護(hù)膜13的厚度t2的1/2以上的深度，越能夠減少在使半導(dǎo)體晶片1的厚度變薄時(shí)產(chǎn)生于半導(dǎo)體晶片1的翹曲。另外，例如，優(yōu)選通過(guò)使用了包含四氟化碳(CF₄)和氫(H₂)的氣氛等的各向異性干式蝕刻將槽3形成為截面為大致矩形的形狀。其理由是能夠尺寸精度良好地形成槽3。接下來(lái)，除去用于形成槽3的蝕刻用的抗蝕掩模、和在蝕刻時(shí)生成的聚合物。因此，能夠在后述的從背面?zhèn)妊心グ雽?dǎo)體晶片1之前緩和因表面保護(hù)膜13的致密化而產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，不在施加有壓縮應(yīng)力的狀態(tài)下進(jìn)行之后的制造工序。由此，在進(jìn)行從背面?zhèn)妊心グ雽?dǎo)體晶片1的薄板化工程中，半導(dǎo)體晶片1幾乎不產(chǎn)生翹曲。因此，容易進(jìn)行半導(dǎo)體晶片1的薄板化。另外，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行在半導(dǎo)體晶片1的薄板化之后進(jìn)行的背面電極的形成、使半導(dǎo)體晶片1單片化的切割等工序，能夠減少芯片不良。

接下來(lái)，從背面?zhèn)妊心グ雽?dǎo)體晶片1，研磨至用作半導(dǎo)體裝置的制品厚度(例如180μm左右)的位置。如上所述施加到半導(dǎo)體晶片1的正面?zhèn)鹊膲? 縮應(yīng)力43通過(guò)在切割線2形成的槽3而得到緩和。因此，半導(dǎo)體晶片1幾乎不產(chǎn)生翹曲，能夠使半導(dǎo)體晶片1的厚度變薄。接下來(lái)，在半導(dǎo)體晶片1的研磨后的背面形成作為漏極的背面電極36。之后，將半導(dǎo)體晶片1切割(單片化)為單個(gè)的芯片狀。即，通過(guò)沿切割線2切割半導(dǎo)體晶片1，將各芯片區(qū)10分開成單個(gè)的半導(dǎo)體晶片，從而完成圖2所示的縱向型MOSFET(半導(dǎo)體晶片)。然后，通過(guò)將該半導(dǎo)體晶片安裝在絕緣基板的電路圖案上，進(jìn)行引線鍵合、布線以及密封等通常的組裝工序，從而完成半導(dǎo)體器件。

接下來(lái)，對(duì)半導(dǎo)體晶片(即制品的狀態(tài))的端部形狀進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的端部形狀的剖視圖。圖7中，省略了元件結(jié)構(gòu)的表面保護(hù)膜13以外的各部分的圖示。另外，圖7中雖然示出了從圖1的半導(dǎo)體晶片1切割的半導(dǎo)體晶片(半導(dǎo)體基板)的切割線B-B'中的截面的一個(gè)端部，但大致矩形的半導(dǎo)體晶片的周圍(即四個(gè)邊)全部為幾乎相同的狀態(tài)。具體而言，如上所述通過(guò)將切割線2的寬度w1設(shè)定為比切割刀的刀刃的厚度寬，從而在半導(dǎo)體晶片的端部以包圍芯片區(qū)10的方式殘留未形成有表面保護(hù)膜13的切割線2。然而，半導(dǎo)體芯片的側(cè)面(端面)根據(jù)形成于切割線2的槽3的寬度w2而不同。

如圖7(a)所示，在槽3的寬度w2比切割刀的刀刃的厚度寬的情況下，槽3被切割刀斷開。因此，在半導(dǎo)體晶片的側(cè)面保留有在芯片正面?zhèn)扔衫鐐?cè)壁和底部形成L字狀的槽3。半導(dǎo)體晶片的側(cè)面的芯片背面?zhèn)仁菑牟?的底部到芯片背面利用切割刀得到的切割面14a。即，通過(guò)在半導(dǎo)體晶片的正面?zhèn)葰埩粲胁?，從而半導(dǎo)體芯片的正面?zhèn)鹊膶挾葁11比背面?zhèn)鹊膶挾葁12窄。另一方面，如圖7(b)所示，在槽3的寬度w2比切割刀的刀刃的厚度窄的情況下，槽3被切割刀切割。因此，半導(dǎo)體晶片的側(cè)面是從芯片正面到背面利用切割刀而得到的切割面14b。即，半導(dǎo)體晶片的寬度w13從正面?zhèn)鹊奖趁鎮(zhèn)纫粯?。半?dǎo)體晶片的寬度w11～w13是具有大致矩形的平面形狀的半導(dǎo)體晶片的一邊的長(zhǎng)度。

接下來(lái)，對(duì)槽3的深度d與半導(dǎo)體晶片1的翹曲量的關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證。圖8是表示切割線的槽的深度與半導(dǎo)體晶片的翹曲量的關(guān)系的特性圖。圖8(a)的橫軸為形成于切割線2的槽3的深度d，縱軸為半導(dǎo)體晶片的翹曲量t12。半導(dǎo)體晶片的翹曲量t12是指在翹曲的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片1的凸面(背面1b)的厚度最厚的方向外側(cè)(下方)突出的從頂點(diǎn)部1c到晶片端部的凸面?zhèn)鹊慕? 部1d的距離(圖8(b))。符號(hào)1a為翹曲的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片1的凹面(正面)。圖8(b)中，省略了在切割線2形成的槽3的圖示。

首先，根據(jù)上述的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，準(zhǔn)備進(jìn)行從在正面?zhèn)刃纬烧嬖Y(jié)構(gòu)的工序到使半導(dǎo)體晶片1的厚度變薄的工序?yàn)橹沟亩鄠€(gè)試樣(半導(dǎo)體晶片1)。各試樣的形成在切割線2的槽的深度d各不相同，切槽3的深度d以外的條件為上述例示的各條件。即，將致密化前的表面保護(hù)膜41的厚度t1設(shè)為16μm。將致密化后的表面保護(hù)膜13的厚度t2設(shè)為10μm。使半導(dǎo)體晶片1的薄板化后的厚度t1減薄至180μm。然后，測(cè)定這些各試樣的翹曲量。將其結(jié)果示于圖8(a)。

根據(jù)圖8(a)所示的結(jié)果可確認(rèn)，槽3的深度d相對(duì)于致密化后的表面保護(hù)膜13的厚度t2為1/2左右(＝5μm)時(shí)，半導(dǎo)體晶片1的翹曲量與半導(dǎo)體晶片1的厚度t1為200μm時(shí)的翹曲量(≈200μm)為相同程度。另外可確認(rèn)，通過(guò)進(jìn)一步增加槽3的深度d，能夠進(jìn)一步減少半導(dǎo)體晶片1的翹曲量。

如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1，即使在使用熱固性樹脂作為表面保護(hù)膜的材料的情況下，通過(guò)在使表面保護(hù)膜致密化之前除去切割線上的表面保護(hù)膜，能夠在幾乎不變更制造工序，并且不追加新的設(shè)備的情況下通過(guò)表面保護(hù)膜的形成來(lái)緩和在半導(dǎo)體晶片的正面?zhèn)犬a(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。由此，之后在使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄時(shí)，半導(dǎo)體晶片幾乎不產(chǎn)生翹曲。因此，容易進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的薄板化，能夠容易進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的放熱性提高、半導(dǎo)體元件的低電阻化。通過(guò)提高半導(dǎo)體晶片的散熱性，例如能夠高效地釋放在開關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱，提高了元件動(dòng)作的穩(wěn)定性。通過(guò)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件的低電阻化，能夠減少能量損耗。

另外，根據(jù)實(shí)施方式1，即使使用熱固性樹脂作為表面保護(hù)膜的材料，也能夠提高半導(dǎo)體元件的可靠性。另外，根據(jù)實(shí)施方式1，即使使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄，半導(dǎo)體晶片也幾乎不產(chǎn)生翹曲，由此能夠穩(wěn)定地進(jìn)行之后進(jìn)行的背面電極的形成、使半導(dǎo)體晶片單片化的切割等工序。由此，能夠減少芯片不良。另外，根據(jù)實(shí)施方式1，由于不是像以往那樣將半導(dǎo)體晶片的外周部增厚殘留為預(yù)定寬度來(lái)確保半導(dǎo)體晶片的強(qiáng)度，所以能夠增大半導(dǎo)體晶片的有效芯片區(qū)的面積。由此，能夠增加從一片半導(dǎo)體晶片能夠切割出的有效芯片數(shù)，所以能夠減少制造成本。

(實(shí)施方式2)

接下來(lái)，對(duì)實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖9是表示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中的狀態(tài)的剖視圖。實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的在切割線2形成的槽53的剖面形狀與實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置不同。具體而言，如圖9所示，槽53的剖面形狀可以為寬度從開口側(cè)朝向底部逐漸變窄的錐形(梯形)(w3＞w4)。優(yōu)選與實(shí)施方式1同樣地使槽53的開口側(cè)的寬度w3為切割線2的寬度w1以下(w1≥w3)。另外，槽53的開口側(cè)的寬度w3(優(yōu)選槽53的底部的寬度w4)雖然可以比切割刀的刀刃的厚度窄，但優(yōu)選比切割刀(未圖示)的刀刃的厚度寬。其理由與實(shí)施方式1相同。槽53的底部的寬度w4雖然可以比切割刀的刀刃的厚度窄，但優(yōu)選比切割刀的刀刃的厚度寬。其理由與實(shí)施方式1相同。

如上所述，根據(jù)實(shí)施方式2，能夠得到與實(shí)施方式1相同的效果。

以上，本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。例如，在上述的各實(shí)施方式中，雖然舉例說(shuō)明了使用熱固性樹脂作為表面保護(hù)膜的材料的情況，但本發(fā)明在使用通過(guò)固化而收縮的材料作為表面保護(hù)膜的材料的情況下也可應(yīng)用，并起到相同的效果。另外，在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)從背面?zhèn)妊心グ雽?dǎo)體晶片而使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄，但并不限于此，例如也可以通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體晶片的背面?zhèn)冗M(jìn)行蝕刻，或在支承基板上貼合其它半導(dǎo)體晶片，或在支承基板上層疊外延層之后分離支持基板而使半導(dǎo)體晶片的厚度變薄。

另外，在上述的實(shí)施方式中，雖然舉例說(shuō)明了超結(jié)MOSFET，但并不限于此，可以應(yīng)用通常的MOSFET、IGBT等用表面保護(hù)膜覆蓋半導(dǎo)體晶片的正面的全部元件結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明并不限于硅基板，例如可以應(yīng)用由碳化硅(SiC)基板等各種半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體基板。另外，在上述的各實(shí)施方式中，例如各部的尺寸、雜質(zhì)濃度、制造工序的處理?xiàng)l件等根據(jù)要求的規(guī)格等進(jìn)行各種設(shè)定。另外，各實(shí)施方式中，使導(dǎo)電型(n型、p型)互換也同樣成立。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

以上，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法對(duì)逆變器等電力變換裝置、各種工業(yè)用機(jī)械等的電源裝置等中使用的半導(dǎo)體裝置有用。