半導(dǎo)體裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】在配置成以使得包圍半導(dǎo)體芯片(100)的背面的凹部(103)的大致矩形環(huán)狀的肋部(101)形成排氣用的槽(105)。槽(105)采用在肋部(101)的各邊或各隅角從肋部(101)的內(nèi)周到外周橫切的形狀。另外，槽(105)的深度與芯片背面的凹部(103)的深度相同或者比其淺。由此，能夠?qū)⒃诎雽?dǎo)體芯片(100)的背面設(shè)置凹部(103)且在該凹部(103)的外周具有肋部(101)的半導(dǎo)體裝置可靠地焊接于基底基板，而不會(huì)使得設(shè)置于凹部(103)的漏電極產(chǎn)生空隙不良。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
半導(dǎo)體裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及縱向型晶體管、縱向型二極管等那樣的在半導(dǎo)體基板的厚度方向上流過(guò)電流的半導(dǎo)體裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，半導(dǎo)體裝置中有在半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面?zhèn)仍谂c該主面平行的方向上流過(guò)電流的橫向型元件、以及在半導(dǎo)體基板的厚度方向上流過(guò)電流的縱向型元件。其中縱向型元件中，為了減小動(dòng)作時(shí)的導(dǎo)通電阻以減小導(dǎo)通損耗，在可保持所期望的耐壓的范圍內(nèi)減小半導(dǎo)體基板的厚度是有效的。一般而言，可通過(guò)在半導(dǎo)體基板的厚度較厚的狀態(tài)下在表面?zhèn)刃纬稍Y(jié)構(gòu)之后，對(duì)半導(dǎo)體基板的背面進(jìn)行磨削?研磨加工，從而制作(制造)較薄的半導(dǎo)體基板(半導(dǎo)體芯片)。然而，減小半導(dǎo)體基板的厚度會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體基板的機(jī)械強(qiáng)度不足，有時(shí)半導(dǎo)體基板會(huì)在半導(dǎo)體芯片的制造中途破裂。
[0003]因此，在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，披露了如下技術(shù):在內(nèi)置有MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)和雙極晶體管的半導(dǎo)體裝置中，通過(guò)在MOSFET區(qū)域的芯片背面設(shè)置凹部，并在凹部的底面設(shè)置漏電極，從而在維持整個(gè)半導(dǎo)體芯片的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)局部地減小半導(dǎo)體芯片的厚度，使導(dǎo)通電阻減小。
[0004]下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，雖然使用硅(Si)作為半導(dǎo)體材料，但近年來(lái)開(kāi)始使用碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)。其理由在于，SiC、GaN的帶隙比Si寬，臨界電場(chǎng)強(qiáng)度是Si的10倍那么高。因此，SiC芯片、GaN芯片的厚度可減小至Si芯片的厚度的十分之一左右。
[0005]例如，在設(shè)計(jì)耐壓為600V?1200V的IGBT (絕緣柵雙極晶體管)的情況下，Si芯片中需要70μπι?180μπι的厚度，但SiC芯片中可為20μπι或其以下的厚度。然而，由于這種厚度較薄的半導(dǎo)體芯片的機(jī)械強(qiáng)度較弱，因此難以照原樣進(jìn)行處理。
[0006]作為其對(duì)策，如下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2?4所示進(jìn)行了如下嘗試:在SiC芯片中，也通過(guò)在芯片背面設(shè)置凹部，從而局部地減小厚度，以減小導(dǎo)通電阻。例如在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中披露了如下技術(shù):在使用SiC的縱向型MOSFET中，與下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I相同，通過(guò)在芯片背面設(shè)置凹部，在凹部底面設(shè)置漏電極，從而減小導(dǎo)通電阻。
[0007]然而，在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，與設(shè)置有凹部的部分以外的部分上的SiC芯片的厚度為400 μ m不同的是，設(shè)置有凹部的部分上的SiC芯片的厚度為200 μ m那么厚，無(wú)法完全發(fā)揮SiC固有的特長(zhǎng)。其理由在于，在為了減小導(dǎo)通電阻而想要進(jìn)一步加大凹部的深度并減小設(shè)置有凹部的部分上的SiC芯片的厚度的情況下，SiC芯片的機(jī)械強(qiáng)度降低，可能會(huì)使工藝的流動(dòng)變得困難。
[0008]另外，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，披露了如下半導(dǎo)體裝置:在SiC芯片的表面?zhèn)劝ū砻嬖Y(jié)構(gòu)，在與該表面元件結(jié)構(gòu)相對(duì)的芯片背面具有多個(gè)凹部，并且具有包圍該凹部的底面且構(gòu)成凹部的側(cè)壁的網(wǎng)眼狀支承體(以下稱(chēng)為肋部)。該示例中，通過(guò)使肋部的平面配置成為網(wǎng)眼狀，從而可防止在工藝中SiC芯片發(fā)生破裂，同時(shí)利用與一個(gè)表面元件結(jié)構(gòu)相對(duì)的芯片背面上設(shè)置的多個(gè)凹部可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通電阻的減小。
[0009]另外，在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，也與下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3相同，通過(guò)使與形成于SiC芯片的表面?zhèn)鹊谋砻嬖Y(jié)構(gòu)相對(duì)的背面成為凹部，從而兼顧SiC芯片的機(jī)械強(qiáng)度的維持和導(dǎo)通電阻的減小。該示例中，填埋芯片背面?zhèn)劝疾康谋趁娼饘匐姌O有助于維持SiC芯片的機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于現(xiàn)有的半導(dǎo)體芯片的背面結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D13進(jìn)行說(shuō)明。圖13是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體芯片的背面結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖13(a)是從背面?zhèn)仁境霭雽?dǎo)體芯片100的背面結(jié)構(gòu)的立體圖，圖13(b)是圖13(a)的C-C’線上的剖視圖，圖13(c)是圖13(a)的D-D’線上的剖視圖。
[0010]圖13中，在半導(dǎo)體芯片100的背面外周部，設(shè)置有從半導(dǎo)體芯片100的外周起剩下較厚的預(yù)定寬度的肋部101。這里，為了設(shè)置肋部101以保持半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度，肋部101的厚度X可為30 μ m以上,優(yōu)選為50 μ m以上。另一方面,設(shè)置有表面元件結(jié)構(gòu)102的芯片中央部的厚度y從設(shè)計(jì)耐壓的角度考慮可為20 μ m以下。因此，在半導(dǎo)體芯片100的背面?zhèn)鹊陌疾?03中，設(shè)置有肋部101的芯片外周部與設(shè)置有表面元件結(jié)構(gòu)102的芯片中央部之間的階差z為30 μ m以上。
[0011]通常，背面金屬電極的膜厚為幾μπι左右在電氣上就可得到足夠的效果。因此，背面金屬電極沿著凹部的內(nèi)壁形成，成為跟蹤凹部的形狀。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)平9 - 102604號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)2003 - 303966號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利特開(kāi)2006 - 156658號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本專(zhuān)利特開(kāi)2007 - 243080號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0013]然而，上述的圖13的半導(dǎo)體芯片100雖然在晶片工藝中不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，但在將半導(dǎo)體芯片100通過(guò)焊接安裝于陶瓷等的基底基板時(shí)，存在如下問(wèn)題:在填入凹部103的焊料填充量相對(duì)于凹部103的體積不足、或過(guò)剩的情況下，會(huì)在凹部103內(nèi)部產(chǎn)生空隙。對(duì)于該示例，使用圖14進(jìn)行說(shuō)明。圖14是表示圖13的半導(dǎo)體芯片安裝后的狀態(tài)的剖視圖。圖14(a)、14(b)中示出填充到凹部103的焊料200不足的情況，圖14(c)中示出填充到凹部103的焊料200過(guò)剩的情況。
[0014]圖14 (a)、14(b)中，半導(dǎo)體芯片100的背面經(jīng)由焊料200接合在基底基板300的省略圖示的銅(Cu)圖案上。在填入凹部103的焊料200的填充量相對(duì)于凹部103的體積不足的情況下，在焊料200從熔融狀態(tài)固化的階段，會(huì)在凹部103的底面與焊料200之間產(chǎn)生空隙210，或者會(huì)在凹部103的底面角部與焊料200之間產(chǎn)生空隙220。這種空隙210、220具有與空氣相同的性質(zhì)，相比于空隙210、220周?chē)暮噶?00、半導(dǎo)體芯片100，其熱傳導(dǎo)率極低。由此，由于空隙210、220會(huì)阻礙從半導(dǎo)體芯片100向焊料200的熱傳導(dǎo)，因此會(huì)由于通電動(dòng)作時(shí)的發(fā)熱而導(dǎo)致芯片100中滯留設(shè)計(jì)條件以上的熱量，可能會(huì)導(dǎo)致元件損壞。
[0015]另一方面，如圖14(c)所示，在焊料200的填充量相對(duì)于凹部103的體積過(guò)剩的情況下，焊料200在從熔融狀態(tài)固化的階段，會(huì)從半導(dǎo)體芯片100的外周滲出到外側(cè)。由于肋部101的厚度X為50 μ m這么薄，因此從半導(dǎo)體芯片100的外周滲出到外側(cè)的焊料200會(huì)進(jìn)一步朝芯片表面?zhèn)冉?rùn)上升相當(dāng)于半導(dǎo)體芯片100厚度的量，會(huì)產(chǎn)生因到達(dá)位于半導(dǎo)體芯片100的表面?zhèn)鹊慕饘匐姌O(未圖示)(焊料的浸潤(rùn)上升230)而引起的不良情況。然而，使焊料200的填充量與凹部103的體積一致也較為困難。
[0016]作為上述對(duì)策，如上述專(zhuān)利文獻(xiàn)4所示，雖然也可采用利用背面金屬電極來(lái)填埋芯片背面的凹部103的結(jié)構(gòu)，但由于形成對(duì)這種芯片外周部與芯片中央部之間的幾10 μ m的階差進(jìn)行填埋的較厚的金屬膜會(huì)導(dǎo)致交付周期的增加和成本上升，因此不優(yōu)選。另外，由于較厚的金屬膜的熱膨脹還可能會(huì)在半導(dǎo)體芯片100中產(chǎn)生裂紋。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，為了消除上述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其目的在于，提供如下的半導(dǎo)體裝置:能夠可靠地進(jìn)行焊接而不會(huì)使得與表面元件結(jié)構(gòu)相對(duì)的背面的凹部中設(shè)置的電極產(chǎn)生因空隙而引起的不良情況、因焊料的浸潤(rùn)上升而引起的不良情況。
解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0018]為了解決上述問(wèn)題，達(dá)成本發(fā)明的目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有如下特征。在半導(dǎo)體基板的表面，設(shè)置有用于使電流在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向上流動(dòng)的元件結(jié)構(gòu)。在與所述元件結(jié)構(gòu)相對(duì)的所述半導(dǎo)體基板的背面設(shè)置有凹部。在所述凹部的外周設(shè)置有構(gòu)成該凹部的側(cè)壁的肋部。所述肋部的厚度比所述半導(dǎo)體基板的形成有所述凹部的部分的厚度大。所述肋部設(shè)置有從該肋部的內(nèi)周到外周橫切該肋部的多個(gè)槽。
[0019]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述肋部至少具有一組相對(duì)的邊，設(shè)置于所述肋部相對(duì)的邊的一條邊的所述槽的橫切方向、與設(shè)置于另一條邊的所述槽的橫切方向不在同一直線上。
[0020]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述槽的深度比所述凹部的深度要淺。
[0021]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述槽的深度與所述凹部的深度相同。
[0022]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述半導(dǎo)體基板的外周形狀是長(zhǎng)方形。
[0023]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述肋部的外周形狀與所述半導(dǎo)體基板的外周形狀相同，是至少具有兩組相對(duì)的邊的多邊形，所述槽設(shè)置于所述肋部的各邊、或者將所述肋部?jī)?nèi)周的各隅角及外周的隅角中的某一個(gè)角包含在內(nèi)的部分。
[0024]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述槽設(shè)置于所述肋部的各邊的一個(gè)端部一側(cè)。
[0025]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述半導(dǎo)體基板的表面的外周部被聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂覆蓋。
[0026]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述的發(fā)明中優(yōu)選為，所述半導(dǎo)體基板的形成有所述元件結(jié)構(gòu)的部分的厚度在5 μ m以上、30 μ m以下。
[0027]這樣，根據(jù)上述的發(fā)明，通過(guò)在形成于半導(dǎo)體芯片的背面的肋部設(shè)置排氣用的槽，從而在焊料熔融時(shí)凹部的空氣會(huì)從設(shè)置于肋部的槽排出，因此焊料會(huì)遍及整個(gè)凹部，能夠避免因空隙而引起的不良情況。此時(shí)，通過(guò)使相對(duì)的肋部的槽的橫切方向從同一直線上偏離，從而能夠使因設(shè)置槽而引起的半導(dǎo)體芯片的機(jī)械強(qiáng)度的降低限制在最低限度。 發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，可起到如下效果:能夠可靠地焊接半導(dǎo)體芯片，而不會(huì)產(chǎn)生因空隙而引起的不良情況、因焊料的浸潤(rùn)上升而引起的不良情況。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖2是表示肋部的槽的寬度W相對(duì)于半導(dǎo)體芯片的一邊的長(zhǎng)度L的比例與不良率之間的關(guān)系的特性圖。
圖3是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例1的MOSFET的制造工序的剖視圖(其一)。
圖4是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例1的MOSFET的制造工序的剖視圖(其二)。
圖5是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例1的MOSFET的制造工序的剖視圖(其三)。
圖6是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例1的MOSFET的制造工序的剖視圖(其四)。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖13是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體芯片的背面結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖14是表示圖13的半導(dǎo)體芯片安裝后的狀態(tài)的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面參照附圖，以各實(shí)施例為例對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本說(shuō)明書(shū)以及附圖中，標(biāo)記有η或P的層、區(qū)域分別表示電子或空穴是多數(shù)載流子。另外，η或P上標(biāo)注的+和-分別表示比未標(biāo)注+和-的層、區(qū)域的雜質(zhì)濃度高和低。另外，在下述實(shí)施例的說(shuō)明及附圖中，對(duì)相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)說(shuō)明。另外，只要不超出本發(fā)明的主旨，本發(fā)明并不局限于下面所說(shuō)明的實(shí)施例的記載。
[0031](實(shí)施例1)
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖1 (a)是剖視圖，圖1 (b)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖。另外，圖1(c)是圖1(b)的B-B’線上的剖視圖，圖1(d)是圖1(b)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例1中，使用在由碳化硅(SiC)構(gòu)成的塊體基板(下面稱(chēng)為塊體SiC)上形成有SiC外延層的SiC基板(半導(dǎo)體芯片)100，將SiC外延層側(cè)的面作為芯片表面在芯片表面形成有MOSFET的表面元件結(jié)構(gòu)102。塊體SiC和SiC外延層為η型。
[0032]具體而言，在半導(dǎo)體芯片100的表面?zhèn)鹊腟iC外延層上，按照后述的實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，形成有MOS柵(由金屬一氧化膜一半導(dǎo)體構(gòu)成的絕緣柵)型的表面元件結(jié)構(gòu)102，該表面元件結(jié)構(gòu)102形成η-型漂移層、ρ+型基區(qū)、ρ型外延區(qū)、η型J-FET區(qū)、η+型源區(qū)、ρ+型接觸區(qū)、柵絕緣膜、柵電極、層間絕緣膜、和源電極而構(gòu)成。在半導(dǎo)體芯片100的背面，對(duì)塊體SiC進(jìn)行加工，在與表面元件結(jié)構(gòu)102相對(duì)的區(qū)域(與芯片表面的設(shè)置有表面元件結(jié)構(gòu)102的區(qū)域相反側(cè)的區(qū)域)形成有凹部103，并形成有從芯片外周起剩下較厚的預(yù)定寬度的大致矩形環(huán)狀的肋部101。
[0033]在肋部101的各邊，分別形成有從各邊的內(nèi)周側(cè)到外周側(cè)橫切肋部101而貫通的槽105。另外，在芯片背面分別設(shè)置于肋部101的相對(duì)的邊的槽105配置成以使得在槽105的橫切方向(與肋部101的邊正交的方向)上該槽105彼此不在同一直線上，S卩，使得槽105彼此沒(méi)有相對(duì)的部分。其理由在于，在設(shè)置于肋部101的相對(duì)的邊的槽105彼此在槽105的橫切方向上排列在同一直線上的情況下，該部分上應(yīng)力施加的方向一致，可能會(huì)使得半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度降低并發(fā)生破裂。
[0034]在凹部103到達(dá)η-型漂移層的情況下，為了減小與漏電極之間的接觸電阻，在形成肋部101之后從肋部101的底部到凹部103的內(nèi)壁形成后述的η+型接觸層。之后，在η+型接觸層的表面上形成由金屬膜構(gòu)成的漏電極。本實(shí)施例的元件在利用肋部101保持半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，利用凹部103使形成有表面元件結(jié)構(gòu)102的部分上的半導(dǎo)體芯片100的厚度(板厚)變薄，因此可減小導(dǎo)通電阻。
[0035]另外，半導(dǎo)體芯片100的表面?zhèn)鹊耐庵懿勘痪埘啺奉?lèi)樹(shù)脂作為外周保護(hù)層104所覆蓋，在利用焊料200向基底基板300進(jìn)行安裝時(shí)，可防止焊料向芯片表面浸潤(rùn)上升。實(shí)施例I中，半導(dǎo)體芯片100的大小(芯片尺寸)為I邊3mm的正方形，芯片背面?zhèn)鹊睦卟?01的寬度為0.5mm。槽105的位置與肋部101的隅角(角部)內(nèi)側(cè)相距0.3mm。槽105的寬度為0.3mm。槽105的寬度是指與該槽105從內(nèi)周到外周橫切(貫通)肋部101的邊的方向正交的方向上的槽105的內(nèi)側(cè)的開(kāi)口寬度。
[0036]實(shí)施例1中在肋部101的各邊形成有槽105，而其在將半導(dǎo)體芯片100安裝于基底基板300時(shí)還具有使半導(dǎo)體芯片100穩(wěn)定的效果。即，伴隨著半導(dǎo)體芯片100的薄型化，半導(dǎo)體芯片100的重量變輕，在焊料200熔融時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致因薄型化而變輕的半導(dǎo)體芯片100相對(duì)于基底基板300的位置發(fā)生錯(cuò)位。具體而言，在肋部101的各邊中存在至少一個(gè)邊未形成槽105的情況下，由于槽105的位置，會(huì)導(dǎo)致從槽105流動(dòng)到凹部103的外側(cè)的焊料200的流出量不同。因此，從槽105流動(dòng)到凹部103的外側(cè)的焊料200的端部形狀相對(duì)于半導(dǎo)體芯片100是非對(duì)稱(chēng)的。由此，會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題:半導(dǎo)體芯片會(huì)朝焊料200的流出量較少的方向傾斜，或者半導(dǎo)體芯片100會(huì)以肋部101的沒(méi)有槽105的邊為起點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，或者半導(dǎo)體芯片100會(huì)朝肋部101的沒(méi)有槽105的邊一側(cè)移動(dòng)。與此不同的是，在肋部101的所有邊都形成有槽105的情況下，由于從槽105流動(dòng)到凹部103的外側(cè)的焊料200的流出量大致相等，因此從槽105流動(dòng)到凹部103的外側(cè)的焊料200的端部形狀相對(duì)于半導(dǎo)體芯片100是對(duì)稱(chēng)的。因而，焊料200上的半導(dǎo)體芯片100穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生安裝作業(yè)時(shí)的上述問(wèn)題。
[0037]另外，通過(guò)使槽105的設(shè)置位置偏離半導(dǎo)體芯片100的中心線，從而使得設(shè)置于肋部101的相對(duì)的邊的槽105彼此不在一直線上，但該結(jié)構(gòu)中，在焊料200從槽105排出到凹部103的外側(cè)時(shí)，會(huì)由于排出的焊料200使得肋部101的隅角附近的側(cè)面朝向與焊料200的排出方向相反的第一方向推擠，可能會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片100發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然也可從外部利用機(jī)械手段來(lái)抑制這種半導(dǎo)體芯片100的轉(zhuǎn)動(dòng)，但實(shí)施例1中，使靠近肋部101的隅角一側(cè)的槽105的側(cè)壁相對(duì)于另一個(gè)側(cè)壁傾斜，以使得在肋部101的外周側(cè)使槽105的寬度朝靠近肋部101的隅角一側(cè)擴(kuò)大0.2mm，槽105的寬度從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)擴(kuò)大。通過(guò)使槽105的寬度從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)擴(kuò)大，從而肋部101的隅角被排出的焊料200覆蓋，因此肋部101的隅角附近的、與因焊料200而受到第一方向的力的側(cè)面正交的側(cè)面朝向與該第一方向正交的第二方向推擠，可抑制半導(dǎo)體芯片100的轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，實(shí)施如下措施:對(duì)半導(dǎo)體芯片100作用反向轉(zhuǎn)動(dòng)(朝向與焊料200從槽105排出到凹部103的外側(cè)時(shí)產(chǎn)生的半導(dǎo)體芯片100的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向的轉(zhuǎn)動(dòng))的力。
[0038]形成有表面元件結(jié)構(gòu)102的部分上的半導(dǎo)體芯片100的厚度優(yōu)選為5μπι以上30 μ m以下。其理由如下所述。這是由于，在形成有表面元件結(jié)構(gòu)102的部分上的半導(dǎo)體芯片100的厚度小于5μηι的情況下,半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度降低,工藝中造成損壞的危險(xiǎn)性變高。另一方面，這是由于，在形成有表面元件結(jié)構(gòu)102的部分上的半導(dǎo)體芯片100的厚度大于30 μ m的情況下，導(dǎo)通電阻上升，無(wú)法得到所期望的元件性能。
[0039]另外，形成肋部101的芯片外周部上的半導(dǎo)體芯片100的厚度優(yōu)選為50 μ m以上ΙΟΟμπι以下。其理由如下所述。這是由于，在形成肋部101的芯片外周部的半導(dǎo)體芯片100的厚度小于50 μ m的情況下,半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度降低,工藝中造成損壞的危險(xiǎn)性變高。另一方面，這是由于，在形成肋部101的芯片外周部的半導(dǎo)體芯片100的厚度大于100 μ m的情況下，與凹部103之間的階差變得過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致凹部103的形成工藝的交付周期增加、成本上升。
[0040]另外，肋部101的寬度優(yōu)選為50μπι以上、100ym以下。其理由如下所述。這是由于，在肋部101的寬度小于50 μ m的情況下，半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度降低，工藝中造成損壞的危險(xiǎn)性變高。另一方面，這是由于，在肋部101的寬度大于100ym的情況下，凹部103的面積變小，導(dǎo)通電阻會(huì)上升。
[0041]另外，肋部101的槽105的寬度W與半導(dǎo)體芯片100的一邊的長(zhǎng)度L之間的比W/L優(yōu)選為0.1以上0.3以下(圖2)。其理由如下所述。圖2是表示肋部的槽的寬度W相對(duì)于半導(dǎo)體芯片的一邊的長(zhǎng)度L的比例與不良率之間的關(guān)系的特性圖。如圖2所示，這是由于，在W/L的值小于0.1的情況下，焊料200的流動(dòng)性變差，會(huì)因空隙而發(fā)生不良情況。另一方面，這是由于，在W/L的值大于0.3的情況下，半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度降低，半導(dǎo)體芯片100會(huì)在工藝中發(fā)生破裂。
[0042]另外，肋部101的槽105的深度優(yōu)選為芯片背面的凹部103的深度的50%以上、100%以下。其理由如下所述。這是由于，在使槽105的深度比凹部103的深度的100%要大、即比凹部103的深度要深的情況下，半導(dǎo)體芯片100的機(jī)械強(qiáng)度降低，半導(dǎo)體芯片100可能會(huì)在工藝中發(fā)生破裂。另一方面，這是由于，在使槽105的深度比凹部105的深度的50%要小的情況下，槽105無(wú)法起到焊接時(shí)作為排氣的功能。
[0043]圖1(a)中，在基底基板300上經(jīng)由焊料200安裝半導(dǎo)體芯片100。然而，通過(guò)提高處理爐內(nèi)的氣氛溫度進(jìn)行加熱，從而焊料200熔融。此時(shí)，由于肋部101的槽105，使得熔融的焊料200從肋部101的內(nèi)側(cè)朝外側(cè)流動(dòng)，或者從外側(cè)朝內(nèi)側(cè)流動(dòng)，因此能夠以最佳的厚度使焊料200固化而不會(huì)在凹部103的內(nèi)部殘留空隙。由此，半導(dǎo)體芯片100的安裝完成而不會(huì)使半導(dǎo)體芯片100的位置發(fā)生錯(cuò)位。
[0044]這樣，通過(guò)在半導(dǎo)體芯片100的背面的肋部101設(shè)置排氣用的槽105，從而能夠?qū)雽?dǎo)體芯片100安裝于模塊，而不會(huì)在凹部103的某個(gè)漏電極中產(chǎn)生因空隙而引起的不良情況。由此，來(lái)自半導(dǎo)體芯片100的熱傳導(dǎo)也變得良好，能使半導(dǎo)體裝置的壽命提高。而且，通過(guò)利用聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂作為外周保護(hù)層104來(lái)覆蓋芯片外周部，從而即使焊料200朝芯片表面?zhèn)冉?rùn)上升，也不會(huì)到達(dá)芯片表面上。由此，能夠抑制因焊料200的浸潤(rùn)上升而引起的不良情況。
[0045]圖3?圖6是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例1的MOSFET的制造工序的剖視圖。下面，對(duì)于實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的制造工序依次進(jìn)行說(shuō)明。此外，該制造工序中使用η型的基板，制作(制造)了以SiC為主要材料的縱向型M0SFET。首先，作為η型基板10，準(zhǔn)備直徑150mm、厚度300 μ m、n型且表面為(0001) Si面的4H_SiC基板。接著，在η型基板10的表面上，利用CVD(化學(xué)氣相沉積)法使η-型漂移層11外延生長(zhǎng)(圖3)。
[0046]在作為η-型漂移層11的SiC膜的外延生長(zhǎng)中，使用硅烷(SiH4)氣體作為硅材料，使用丙烷(C3H8)氣體作為碳材料。另外，使用砷化氫(AsH3)、和銻化氫(SbH3)氣體以作為用于使成為η-型漂移層11的SiC膜進(jìn)行η型化的摻雜材料，η-型漂移層11的雜質(zhì)濃度為1.8Χ 1016cnT3。這樣,在η型基板10上形成層疊η-型漂移層11而成的SiC外延基板。該SiC外延基板中，將η-型漂移層11側(cè)的面作為基板表面，將η型基板10側(cè)的面作為基板背面。
[0047]接著，在η-型漂移層11的表面(基板表面)，使用光刻形成預(yù)定圖案的離子注入用掩模(未圖示)。接著，將該離子注入用掩模作為掩模，在基板溫度600°C下注入劑量I X 116CnT2左右的鋁(Al)離子(高溫離子注入)。然后，通過(guò)去除離子注入用掩模，從而在活性區(qū)40中在η-型漂移層11的基板表面?zhèn)鹊谋砻鎸舆x擇性地形成P+型基區(qū)12。
[0048]接著，使用三甲基銦(In(CH3)3)作為摻雜氣體，使雜質(zhì)濃度為5X 116CnT3的ρ型SiC膜在η-型漂移層11的整個(gè)表面外延生長(zhǎng)以使得覆蓋P+型基區(qū)12，從而形成ρ型外延區(qū)13。該時(shí)刻下的SiC外延基板的厚度為η型基板10的厚度、η-型漂移層11的厚度和ρ型外延區(qū)13的厚度的總厚度。進(jìn)一步地，通過(guò)干法蝕刻來(lái)去除耐壓結(jié)構(gòu)區(qū)域的P型外延區(qū)13，在ρ型外延區(qū)13的內(nèi)部，使用光刻工序、高溫離子注入工序，將η型J-FET區(qū)域14、η+型源區(qū)15、ρ+型接觸區(qū)16形成在預(yù)定區(qū)域(圖4)。進(jìn)一步地在芯片外周以包圍MOSFET區(qū)域的方式形成P型JTE區(qū)域作為耐壓區(qū)域(未圖示)。進(jìn)行用于形成η型J-FET區(qū)域14和P+型接觸區(qū)域16的離子注入，以使得加速能量從40keV變化至460keV，且離子種到達(dá)至較深的區(qū)域。
[0049]接著，在1700°C的溫度下進(jìn)行兩分鐘的急速熱處理工序，使離子激活。然后，通過(guò)在氧化氣氛下進(jìn)行熱處理，從而使硅部熱氧化，形成厚度70nm的柵絕緣膜17，以使得覆蓋ρ型外延區(qū)13、η型J-FET區(qū)14和η+型源區(qū)15。接著，在柵絕緣膜17上形成柵電極18，形成表面元件結(jié)構(gòu)的MOS柵極部。柵電極18是利用CVD法形成的膜厚0.5 μ m的高雜質(zhì)濃度的多晶硅膜，利用光刻工序和蝕刻工序加工成所期望的圖案。
[0050]接著，利用CVD 法形成厚度 I μ m 的 BPSG(Boro Phospho Silicate Glass:硼憐娃玻璃)以作為層間絕緣膜19，利用光刻工序和蝕刻工序形成所期望的圖案形狀。然后，在η+型源區(qū)15和ρ+型接觸區(qū)16的表面以歐姆接觸的方式形成鎳(Ni)膜和鈦(Ti)膜的層疊膜，作為源電極20。
[0051]接著，利用CVD法形成膜厚I μπι的氮化硅(SiN)膜以作為基板表面?zhèn)鹊淖罱K保護(hù)膜(未圖示)，通過(guò)將最終保護(hù)膜的圖案形成為預(yù)定圖案，從而完成表面元件結(jié)構(gòu)。實(shí)施例1中對(duì)于最終保護(hù)膜使用了氮化硅膜，但最終保護(hù)膜只要具有絕緣性即可，并不一定需要使用氮化硅膜。例如，作為氮化硅膜，也可使用聚酰亞胺等有機(jī)材料膜、二氧化硅(Si02)膜、無(wú)定形碳膜等。
[0052]接著，將形成有表面元件結(jié)構(gòu)的基板表面?zhèn)日迟N于支承基板(未圖示)之后，磨削η型基板10的背面,將η型基板10的厚度減小至50 μ m為止。實(shí)施例1中，由于磨削前的η型基板10的厚度為300 μ m,因此為了縮短在背面磨削之后從基板背面?zhèn)冗M(jìn)行的溝槽蝕刻工序的所需時(shí)間，進(jìn)行背面磨削工序。因而，在磨削前的η型基板10的厚度足夠薄的情況下，例如為接近50 μ m的厚度的情況下，也可省略背面磨削工序。
[0053]接著，在η型基板10的磨削后的面上以I μ m左右的厚度沉積Ni膜，利用光刻工序和蝕刻工序，去除元件中央部的凹部形成區(qū)域(與表面元件結(jié)構(gòu)相對(duì)的區(qū)域)和元件外周部的槽形成區(qū)域的Ni膜。元件中央部是指利用后述的切割得到的半導(dǎo)體芯片的中央部(活性區(qū)40)，元件外周部是指包圍活性區(qū)40的周?chē)陌雽?dǎo)體芯片的外周部(耐壓結(jié)構(gòu)部30)。接著，將該Ni膜的剩余部作為蝕刻掩模從基板背面?zhèn)冗M(jìn)行溝槽蝕刻，通過(guò)在η型基板10的元件中央部形成凹部，從而剩下元件外周部以作為肋部，并且在元件外周部的一部分形成槽。此時(shí)，通過(guò)使溝槽蝕刻的深度成為到達(dá)η-型漂移層11的深度，從而η-型漂移層11露出于溝槽的底面。此時(shí)，形成有表面元件結(jié)構(gòu)的元件中央部的厚度大約為20 μ m，凹部處的肋部與元件中央部之間的階差大約為30 μπι。
[0054]接著，在去除Ni膜的剩余部和基板最表面的氧化膜之后，通過(guò)向凹部的內(nèi)壁注入砷(As)離子，進(jìn)行熱處理，從而沿著凹部的內(nèi)壁形成η+型接觸層21。之后，對(duì)基板背面進(jìn)行Al膜的成膜和熱處理，以作為背面電極即漏電極22。由于實(shí)施例1為MOSFET元件，因此漏電極22只要至少形成于η+型接觸層21的表面和η型基板10的背面即可，并不一定需要設(shè)置于半導(dǎo)體芯片的側(cè)面。接著，從基板表面剝離支承基板，在具有MOS柵極部的基板表面?zhèn)鹊脑庵懿扛采w聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂以作為外周保護(hù)層23，從而完成元件形成工序(圖6)。
[0055]之后，將SiC外延基板切割成I邊3mm的正方形，得到所期望的尺寸的半導(dǎo)體芯片。進(jìn)一步地，在將銅圖案粘貼于陶瓷層(絕緣層)的基底基板上載放由錫(Sn) —銻(Sb)類(lèi)材料構(gòu)成的焊料顆粒，在其上載放切分后的半導(dǎo)體芯片并加熱至300°C，從而通過(guò)焊接使半導(dǎo)體芯片的背面電極和基底基板進(jìn)行導(dǎo)通連接。進(jìn)一步地，在半導(dǎo)體芯片的表面?zhèn)韧ㄟ^(guò)引線接合來(lái)連接布線，進(jìn)行樹(shù)脂密封或容納于樹(shù)脂殼體中，來(lái)制造實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置(未圖示)。
[0056]對(duì)于這樣制造的實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置，檢查凹部的內(nèi)部與焊料之間的界面的接合狀況。其結(jié)果是，在凹部的內(nèi)部(例如凹部的內(nèi)部與焊料之間的界面)看不到空隙，并且外觀檢查中也看不到焊料的浸潤(rùn)上升。
[0057](實(shí)施例2)
實(shí)施例2是對(duì)于實(shí)施例1改變芯片背面的肋部的槽形狀后的實(shí)施例。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖7(a)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖。另外，圖7(b)是圖7(a)的B-B’線上的剖視圖，圖7 (c)是圖7(a)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例2中，作為用于抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的槽105的形狀，使遠(yuǎn)離肋部101的隅角一側(cè)的槽105的側(cè)壁相對(duì)于另一個(gè)側(cè)壁傾斜，以使得在肋部101的內(nèi)周側(cè)使槽105的寬度朝遠(yuǎn)離肋部101的隅角一側(cè)擴(kuò)大，槽105的寬度從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)變小。對(duì)于載放在焊料顆粒上的芯片，通過(guò)加熱使焊料流動(dòng)，從而芯片背面凹部的剩余焊料超過(guò)肋部和溝部而移動(dòng)到外側(cè)，發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。通常利用夾具等來(lái)限制芯片的移動(dòng)，但由于芯片與夾具之間存在間隙，因此芯片會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上產(chǎn)生錯(cuò)位。對(duì)此，通過(guò)從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)使槽105的寬度減小，從而實(shí)施了抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施。
[0058](實(shí)施例3)
實(shí)施例3是對(duì)于實(shí)施例1改變芯片背面的凹部的平面形狀后的實(shí)施例。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖8(a)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖，圖8(b)是圖8(a)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例3中，使芯片背面的凹部103的平面形狀成為圓形，以使得不易在凹部103的內(nèi)部產(chǎn)生空隙。該示例中，未對(duì)槽105實(shí)施抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施，但也可如實(shí)施例1、2那樣改變槽105的形狀來(lái)實(shí)施抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施。
[0059](實(shí)施例4)
實(shí)施例4是對(duì)于實(shí)施例1改變芯片形狀、芯片背面的凹部的平面形狀、以及肋部的槽的配置后的實(shí)施例。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖9(a)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖，圖9(b)是圖9(a)的B-B’線上的剖視圖，圖9(c)是圖9(a)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例4中，使芯片形狀成為2.5mmX4mm的長(zhǎng)方形，使肋部寬度從芯片外周起全都成為0.5mm的相同寬度，在肋部101的各邊端部設(shè)置寬度0.3mm的槽105。
[0060]槽105從內(nèi)側(cè)到外側(cè)橫切并貫通肋部101的邊，以使得成為其側(cè)壁相對(duì)于與肋部101的邊正交的方向以預(yù)定角度傾斜的狀態(tài)。槽105也可設(shè)置于肋部101的隅角。由此，通過(guò)使芯片形狀成為長(zhǎng)方形，從而即使在肋部101的各邊端部或各隅角設(shè)置槽105，相對(duì)的槽105也從同一直線上偏離，因此能夠形成在抑制半導(dǎo)體芯片的機(jī)械強(qiáng)度降低的同時(shí)，不易產(chǎn)生空隙的結(jié)構(gòu)。這里，實(shí)施例4中使與芯片外周部相接的槽105偏離隅角的理由在于，在將槽105設(shè)置于隅角的情況下，槽105的側(cè)壁與肋部101的側(cè)面所成的角度成為銳角，在切割工序中會(huì)發(fā)生肋部101的隅角缺失等切削不良的情況(不良品)。通過(guò)使與芯片外周部相接的槽105偏離隅角，從而具有如下效果:在切割工序中不易發(fā)生切削不良的情況。
[0061]實(shí)施例2、3、4都使用與實(shí)施例1相同的制造工序來(lái)制造縱向型M0SFET，對(duì)凹部103的內(nèi)部與焊料之間的界面的接合狀況進(jìn)行了評(píng)估。其結(jié)果是，不管是在哪一種情況下，將半導(dǎo)體芯片安裝到基底基板時(shí)，都未在凹部103的內(nèi)部發(fā)現(xiàn)空隙，并且在外觀檢查中也未發(fā)現(xiàn)焊料的浸潤(rùn)上升。
[0062]其中，實(shí)施例2、3、4中，在焊料熔融時(shí)，半導(dǎo)體芯片都幾乎未轉(zhuǎn)動(dòng)而保持穩(wěn)定。特別是，使芯片背面的凹部形狀成為圓形的實(shí)施例3雖然未采取抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施，但由于槽105處于肋部101的邊的中央附近，因此可認(rèn)為半導(dǎo)體芯片轉(zhuǎn)動(dòng)的力較弱。另夕卜，由于使設(shè)置于肋部101的相對(duì)的邊的槽105彼此從同一直線上偏離來(lái)進(jìn)行配置，因此即使在將半導(dǎo)體芯片通過(guò)焊接與基底基板進(jìn)行導(dǎo)通連接時(shí)半導(dǎo)體芯片也不會(huì)破損，能夠穩(wěn)定地安裝半導(dǎo)體芯片。
[0063](實(shí)施例5)
實(shí)施例5是對(duì)于實(shí)施例1改變肋部的槽的深度后的實(shí)施例。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖10(a)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖，圖10(b)是圖10(a)的B-B’線上的剖視圖，圖10(c)是圖10(a)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例5中，與實(shí)施例1?4不同，使排氣的槽105比背面的凹部103要淺，在與凹部103之間設(shè)置有大約10 μ m的階差。
[0064]這樣，通過(guò)使槽105較淺從而該部分的機(jī)械強(qiáng)度提高，因此具有如下效果:無(wú)需使設(shè)置于肋部101的相對(duì)的邊的槽105彼此從同一直線上偏離，可進(jìn)一步確保設(shè)計(jì)的自由度。該實(shí)施例5中，在半導(dǎo)體芯片的隅角的對(duì)角線上形成有直線狀的槽105。這里，在肋部101的各隅角設(shè)置槽105的情況下，并不一定需要使各隅角的中心與槽105的中心一致，只要槽105的一部分涉及隅角的中心即可。另外，實(shí)施例5中，也可使芯片形狀成為長(zhǎng)方形，使設(shè)置于肋部101的相對(duì)的邊的槽105從同一直線上偏離，從而進(jìn)一步提高半導(dǎo)體芯片的機(jī)械強(qiáng)度。
[0065](實(shí)施例6)
實(shí)施例6是對(duì)于實(shí)施例5改變肋部的槽的形狀后的實(shí)施例。實(shí)施例6除了改變槽的形狀以外，利用與實(shí)施例5相同的方法來(lái)制造。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖11(a)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖，圖11(b)是圖11(a)的B-B’線上的剖視圖，圖11(c)是圖11(a)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例6中，作為用于抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的槽形狀，在靠近半導(dǎo)體芯片的肋部101的各邊的一個(gè)隅角一側(cè)設(shè)置槽105，使該槽105成為從內(nèi)側(cè)到外側(cè)的方向朝向較近的隅角一側(cè)。
[0066](實(shí)施例7)
實(shí)施例7是對(duì)于實(shí)施例1改變芯片形狀后的實(shí)施例。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施例7的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖12(a)是從背面觀察半導(dǎo)體芯片時(shí)的俯視圖，圖12(b)是圖12(a)的A-A’線上的剖視圖。實(shí)施例7中，半導(dǎo)體芯片使用六方晶結(jié)構(gòu)的c軸，與此相對(duì)應(yīng)地使芯片形狀成為六邊形。此外，為了對(duì)該復(fù)雜的形狀進(jìn)行加工，實(shí)施例7中在切割工序中使用干法蝕刻。通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，從而能夠使芯片背面的凹部103的形狀接近于圓形，而不會(huì)減少每個(gè)晶片的半導(dǎo)體芯片的取得數(shù)量，因此更加不易在凹部103的內(nèi)部產(chǎn)生空隙。該示例中，未對(duì)槽105實(shí)施抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施，但也可如實(shí)施例1、2那樣改變槽105的形狀來(lái)實(shí)施抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施。
[0067]實(shí)施例5、6、7中，不管是在哪一種情況下，將半導(dǎo)體芯片安裝到基底基板時(shí)，都未在凹部103的內(nèi)部發(fā)現(xiàn)空隙，并且在外觀檢查中也未發(fā)現(xiàn)焊料的浸潤(rùn)上升。
[0068]其中，實(shí)施例5、6、7中，在焊料熔融時(shí)，半導(dǎo)體都幾乎未轉(zhuǎn)動(dòng)而保持穩(wěn)定。特別是，使芯片背面的凹部形狀成為六邊形的實(shí)施例7雖未采取抑制半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)的措施，但基本上未產(chǎn)生半導(dǎo)體芯片的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，實(shí)施例5、6、7中，都能夠?qū)雽?dǎo)體芯片穩(wěn)定地安裝于基底基板而不會(huì)發(fā)生破損。
[0069]如以上所說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在形成于半導(dǎo)體芯片的背面的肋部設(shè)置排氣用的槽，從而在焊料熔融時(shí)凹部的空氣會(huì)從設(shè)置于肋部的槽排出，因此焊料會(huì)遍及整個(gè)凹部，能夠避免因空隙而引起的不良情況。此時(shí)，通過(guò)使設(shè)置于肋部的相對(duì)的邊的槽彼此在該槽從內(nèi)側(cè)到外側(cè)橫切肋部的方向上不在同一直線上配置，從而能夠?qū)⒁蛟诶卟吭O(shè)置槽而產(chǎn)生的半導(dǎo)體芯片的機(jī)械強(qiáng)度的降低限制在最低限度。
[0070]以上在本發(fā)明中，以制造縱向型MOSFET的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此，可應(yīng)用于所有縱向型晶體管、以及縱向型二極管這樣的所有縱向型元件。另外，本發(fā)明并不局限于上述的各實(shí)施例，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如，各實(shí)施例中，與耐壓結(jié)構(gòu)部相對(duì)地形成肋部，但并不局限于此，即使將凹部擴(kuò)大至耐壓結(jié)構(gòu)部以減小肋部的寬度也無(wú)妨。另外，制造工藝也不局限于上述實(shí)施例。另外，也可使最終保護(hù)膜(未圖示)成為聚酰亞胺膜，使最終保護(hù)膜具有外周保護(hù)層的功能。另外，也可在一個(gè)元件內(nèi)使肋部成為網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)以具有多個(gè)凹部，也可成為至少具有一組相對(duì)的邊的平面形狀結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)施例中使用SiC作為半導(dǎo)體材料，但即使是使用GaN作為半導(dǎo)體材料的縱向型元件顯然也可得到相同的效果。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0071]如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置對(duì)于使用帶隙比Si寬的半導(dǎo)體材料來(lái)形成的縱向型半導(dǎo)體裝置是有用的。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0072]10 η型基板
11η-型漂移層
12ρ+型基區(qū)
13ρ型外延區(qū)
14η型J-FET區(qū)域
15η+型源區(qū)
16ρ+型接觸區(qū) 17柵絕緣膜
18柵電極
19層間絕緣膜
20源電極
21 η+型接觸層
22漏電極
23，104外周保護(hù)層
30耐壓結(jié)構(gòu)部
40活性區(qū)
100半導(dǎo)體芯片
101支承體(肋部)
102表面元件結(jié)構(gòu)
103凹部
105 槽
200焊料
210，220 空隙
230焊料的浸潤(rùn)上升
300基底基板
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括: 設(shè)置于半導(dǎo)體基板的表面的、用于使電流在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向流動(dòng)的元件結(jié)構(gòu)； 與所述元件結(jié)構(gòu)相對(duì)且設(shè)置于所述半導(dǎo)體基板的背面的凹部； 設(shè)置于所述凹部的外周、構(gòu)成該凹部的側(cè)壁的、且厚度比所述半導(dǎo)體基板的形成有所述凹部的部分要厚的肋部；以及 多個(gè)槽，該多個(gè)槽設(shè)置于所述肋部，從該肋部的內(nèi)周到外周橫切該肋部。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述肋部至少具有一組相對(duì)的邊， 設(shè)置于所述肋部的相對(duì)的邊的一條邊的所述槽的橫切方向、與設(shè)置于另一條邊的所述槽的橫切方向不在同一直線上。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述槽的深度比所述凹部的深度要淺。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述槽的深度與所述凹部的深度相同。
5.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體基板的外周形狀是長(zhǎng)方形。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述肋部的外周形狀與所述半導(dǎo)體基板的外周形狀相同，是至少具有兩組相對(duì)的邊的多邊形， 所述槽設(shè)置于所述肋部的各邊、或者將所述肋部?jī)?nèi)周的各隅角及外周的隅角中的某一個(gè)角包含在內(nèi)的部分。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述槽設(shè)置于所述肋部的各邊的一個(gè)端部一側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體基板的表面的外周部被聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂覆蓋。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體基板的形成有所述元件結(jié)構(gòu)的部分的厚度在5 μ m以上、30 μ m以下。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104380470SQ201380014309
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月18日
【發(fā)明者】井口研一 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社