(57)【要約】【課題】  半導体基板の反りを抑制しながら、半導体装置と基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させる技術を提供する。【解決手段】  半導体基板２の第１面２ｂ（裏面）側にはんだ接合面３２が形成されており、はんだ接合面３２を除く半導体基板２の第１面２ｂ側が樹脂層３０（パッケージ層）で被覆されている半導体装置であり、半導体基板２は、厚みが他の領域よりも薄い薄板部４０を備えている。半導体基板２を平面視したときに、はんだ接合面３２が形成されている範囲を包含するとともに、その範囲よりも広い領域に亘って、薄板部４０が形成されている。【選択図】図１
2010062384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の裏面側にはんだ接合面が形成されており、はんだ接合面を除く半導体基板の裏面側がパッケージ層で被覆されている半導体装置であり、
半導体基板は、厚みが他の領域よりも薄い薄板部を備えており、
半導体基板を平面視したときに、はんだ接合面が形成されている範囲を包含するとともに、その範囲よりも広い領域に亘って、薄板部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板の裏面側に、半導体基板内に形成されている半導体素子の電極とはんだ接合面を電気的に接続しているパターン化された裏面側金属層が形成されており、
半導体基板を平面視したときに、裏面側金属層が形成されている範囲をも包含する領域に薄板部が形成されており、裏面側金属層に重複する範囲の薄板部の表面に、表面側金属層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
複数個のはんだ接合面が分散配置されており、
半導体基板を平面視したときに、複数個のはんだ接合面が形成されている範囲を共通に包含する領域に亘って、薄板部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付けして基板に実装する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けして基板に実装する半導体装置が知られている。
特許文献１に開示されているように、このような半導体装置では、半導体装置を形成している半導体基板の裏面側にはんだ接合面が形成されている。はんだ接合面を除く半導体基板の裏面側は、樹脂等のパッケージ層で被覆されている。はんだ接合面には、はんだボール等が取り付けられる。半導体装置は、このはんだボール等により、プリント配線基板に実装される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４２８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリント配線基板（以降、単に、「基板」という）には、ガラスエポキシ基板等の樹脂基板が多く利用されている。基板は、Ｓｉ等の半導体基板と比較すると、温度変化によって膨張・収縮し易い。基板に半導体装置を実装した後に温度変化が繰り返されると、基板と半導体基板との膨張・収縮度合いの差により、はんだによる両者の接続部に負担が加わる。はんだによる両者の接続部は構造上弱いので負担が加わり易い。はんだによる接続部の寿命が短い。
半導体基板を薄板化すると、半導体基板が厚い場合と比較して、基板の膨張・収縮に追従し易くなる。半導体基板を薄板化すると、基板に半導体装置を実装した後に温度変化が繰り返されても、基板と半導体基板との膨張・収縮度合いの差が小さく、はんだによる両者の接続部に加わる負担を軽減することができる。しかしながら、半導体基板を単に薄板化すると半導体基板の剛性が弱くなる。あるいは半導体基板が反り易くなってしまう。半導体基板自体に、反りによる負担が加わってしまう。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案された。すなわち、本発明は、半導体基板の反りを抑制しながら、半導体装置と基板とのはんだによる接続部の寿命を長くする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体装置が備えている半導体基板の裏面側には、はんだ接合面が形成されている。はんだ接合面を除く半導体基板の裏面側は、パッケージ層で被覆されている。本発明の半導体装置の半導体基板は、厚みが他の領域よりも薄い薄板部を備えている。半導体基板を平面視したときに、はんだ接合面が形成されている範囲を包含するとともに、その範囲よりも広い領域に亘って、薄板部が形成されている。
【０００６】
上記した半導体装置では、少なくとも、裏面側にはんだ接合面が形成されている範囲の半導体基板には、薄板部が形成されている。薄板部は、基板の膨張・収縮に追従して膨張・収縮し易い。したがって、基板に半導体装置を実装した後に温度変化が繰り返されても、基板と薄板部との膨張・収縮度合いの差が小さく、はんだによる両者の接続部に加わる負担を軽減することができる。
また、上記した半導体装置の半導体基板は、厚みが厚い範囲（薄板部が形成されていない範囲）をも備えている。これにより、半導体基板の剛性を維持することができる。薄板部が膨張・収縮しても、半導体基板が反りに難い。上記した半導体装置を用いると、半導体基板の反りを抑制しながら、半導体装置と基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【０００７】
上記した半導体基板の裏面側には、半導体基板内に形成されている半導体素子の電極とはんだ接合面を電気的に接続しているパターン化された裏面側金属層が形成されていてもよい。この場合には、半導体基板を平面視したときに、裏面側金属層が形成されている範囲をも包含する領域に薄板部が形成されており、裏面側金属層に重複する範囲の薄板部の表面に、表面側金属層が形成されていることが好ましい。
裏面側金属層は、温度変化によって膨張・収縮し易い。裏面側金属層が形成されている範囲の半導体基板（薄板部）の裏面寄りの層は、裏面側金属層の膨張・収縮に併せて膨張・収縮しようとする。
上記した半導体装置は、裏面側金属層に重複する範囲の薄板部の表面に、表面側金属層を備えている。表面側金属層も、温度変化によって膨張・収縮し易い。表面側金属層が形成されている範囲の半導体基板（薄板部）の表面寄りの層も、表面側金属層の膨張・収縮に併せて膨張・収縮しようとする。したがって、半導体基板の裏面寄りの層で温度変化によって膨張・収縮する領域は、その表面寄りの層も膨張・収縮する。半導体基板が、温度変化によって反り難い。
【０００８】
上記した半導体装置では、複数個のはんだ接合面が分散配置されていてもよい。半導体基板を平面視したときに、複数個のはんだ接合面が形成されている範囲を共通に包含する領域に亘って、薄板部が形成されていることが好ましい。
上記した構造の半導体装置でも、半導体基板の反りを抑制しながら、半導体装置と基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、半導体基板の反りを抑制することができるとともに、半導体装置と基板との間のはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（１）はんだ接合面は、はんだが接合するための面であり、例えば、はんだボールが取り付けられる。
（２）はんだ接合用の部材（例えば、ポスト状の金属部材）がパッケージ層を貫通してパッケージ層の表面に伸びていてもよい。この場合には、パッケージ層から露出している範囲のはんだ接合用部材が、「はんだ接合面」を提供している。
（３）裏面側金属層の一部がパッケージ層から露出しており、その露出している範囲にはんだボール等が取り付けられていてもよい。その場合には、パッケージ層から露出している範囲の裏面側金属層が、「はんだ接合面」を提供している。
（４）半導体基板内に形成されている半導体素子の電極に直接的にはんだボール等が接合していてもよい。例えば、電極を露出させたパッケージ層の開口部に、はんだボール等が取り付けられる場合には、パッケージ層の開口部に、「はんだ接合面」が露出している。
（５）はんだ接合面を除く半導体基板の裏面側の全てがパッケージ層で被覆されていなくてもよい。
（６）パッケージ層は、半導体基板の裏面側以外（側面や表面等）を、さらに被覆していてもよい。
（７）パッケージ層は、例えば樹脂によって形成さいれている。
（８）半導体基板の裏面側に、はんだ接合用の部材が形成されている場合には、パッケージ層が形成されることによってはんだ接合用の部材が固定されている。
（９）複数個のはんだ接合用の部材が形成されている場合には、複数個のはんだ接合用の部材間がパッケージ層で充填されている。
（１０）半導体素子の電極は、少なくとも半導体基板の裏面に形成されている。半導体素子の電極の一部が半導体基板の表面に形成されていてもよい。この場合には、半導体素子の厚み方向に配線が形成されており、表面の電極が配線によって裏面側に引き出されていてもよい。配線によって裏面側に引き出された部分を、「半導体素子の電極」といってもよい。
（１２）表面側金属層は、半導体基板を平面視したときに、裏面側金属層に重複する範囲の薄板部の表面に形成されていればよく、表面側金属層がさらに広い範囲に形成されていてもよい。
（１３）表面側金属層は、半導体基板を平面視したときに、裏面側金属層に重複する範囲の薄板部の表面に形成されていればよく、この範囲を包含する全範囲に形成されていなくてもよい。
【００１１】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（第１特徴）半導体基板は、シリコンを主材料として構成されている。
（第２特徴）半導体装置が、下記のような構造であっても、半導体基板を薄板化することによって、半導体基板の反りを抑制しながら、半導体装置と基板とのはんだによる接続部の寿命を長くすることができる（図２８）。
その半導体装置は、
「半導体基板の裏面側にはんだ接合面が形成されており、そのはんだ接合面を除く半導体基板の裏面側がパッケージ層で被覆されている半導体装置であり、
半導体基板の裏面側に、半導体基板内に形成されている半導体素子の電極とはんだ接合面を電気的に接続しているパターン化された裏面側金属層が形成されており、
半導体基板を平面視したときに、裏面側金属層に重複する範囲の半導体基板の表面に、パターン化された表面側金属層が形成されていることを特徴とする半導体装置」である。
（第３特徴）半導体装置は、半導体基板と同等程度の大きさの（ウェーハレベルの）チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）である。
【実施例１】
【００１２】
（第１実施例）
図１は、半導体基板２の第１面２ｂ（裏面の一例）側にはんだ接合面３２が形成されているとともに、はんだ接合面３２を除く半導体基板２の第１面２ｂ側が樹脂層３０（パッケージ層の一例）で被覆されている半導体装置１の要部断面図である。図２は、図１のII-II線断面図である。図３は、図１のIII-III線断面図である。図２と図３では、図示の明確化のためにハッチングを省略して表示している。
【００１３】
半導体基板２は、Ｓｉを主材料として形成されている。図１に示すように、半導体基板２は、複数個の薄板部４０と厚板部５０を備えている。薄板部４０では、半導体基板２の第２面（表面の一例）２ａに凹部が形成されることによって半導体基板２の厚みが薄くなっている。半導体基板２の第１面２ｂは平面となっている。薄板部４０の厚みは１５０μｍ以下である。厚板部５０の厚みは５００μｍ程度である。半導体基板２の側面を含む領域には、厚板部５０が形成されている。すなわち厚板部５０が半導体基板２の外周を一巡している。
【００１４】
半導体基板２には、図１に示す第１面２ｂ寄りの素子形成領域Ａに、半導体素子の構造（図示していない）が形成されている。ここでは、素子形成領域Ａに、横型ＭＯＳＦＥＴが形成されている場合について説明する。半導体装置１には、半導体基板２の第１面２ｂに、この横型ＭＯＳＦＥＴの電極パッドが形成されている。電極パッドとしては、図１、図２に示すように、横型ＭＯＳＦＥＴのソース電極に接続されているソースパッド１０と、横型ＭＯＳＦＥＴのドレイン電極に接続されているドレインパッド１４が形成されている。また、図２に示すように、横型ＭＯＳＦＥＴのゲート電極に接続されているゲートパッド１６等が形成されている。さらに、図２に示すように、半導体素子の他の電極と接続している電極パッド１１，１２，１３，１５，１７，１８が形成されている。本明細書では、ソースパッド１０とドレインパッド１４とゲートパッド１６と電極パッド１１，１２，１３，１５，１７，１８を併せて電極パッド１０〜１８ともいう。半導体基板２の第１面２ｂは、ポリイミドの保護層２０で被覆されている。電極パッド１０〜１８が形成されている領域では保護層２０に開口部が設けられている。
【００１５】
半導体装置１は、裏面側に形成されている裏面側金属層６を備えている。裏面側金属層６は、電極パッドと、各々の電極パッド１０〜１８に対応するポスト電極Ｐを電気的に接続している。例えば、図１、図２に示すように、ソースパッド１０に接続されている裏面側金属層６は、ソース用ポスト電極ＰＳ（Ｐ）に至るまで伸びている。また、ドレインパッド１４に接続されている裏面側金属層６は、ドレイン用ポスト電極ＰＤ（Ｐ）に至るまで伸びている。また、ゲートパッド１６に接続されている裏面側金属層６は、ゲート用ポスト電極ＰＧ（Ｐ）に至るまで伸びている。なお、裏面側金属層６と電極パッド１０〜１８、及び裏面側金属層６と保護層２０の間には、後述するシード層２２が形成されている。
【００１６】
図１と図３に示すように、複数個のポスト電極Ｐ間は、樹脂層３０（パッケージ層の一例）によって充填されている。ポスト電極Ｐは、樹脂層３０を貫通して樹脂層３０の表面３１にまで伸びている。ポスト電極Ｐが樹脂層３０から露出している範囲をはんだ接合面３２という。
【００１７】
図１に示すように、各々のポスト電極Ｐのはんだ接合面３２には、はんだボールＨが取り付けられている。ソース用ポスト電極ＰＳ（Ｐ）のはんだ接合面３２には、ソース用はんだボールＨＳ（Ｈ）が取り付けられている。ドレイン用ポスト電極ＰＤ（Ｐ）のはんだ接合面３２には、ドレイン用はんだボールＨＤ（Ｈ）が取り付けられている。ゲート用ポスト電極ＰＧ（Ｐ）のはんだ接合面３２には、ゲート用はんだボールＨＧ（Ｈ）が取り付けられている。各々のはんだボールＨは、プリント配線基板の配線パターンの各々の接続部にはんだ付けされる。これにより、半導体装置１がプリント配線基板に実装される。
【００１８】
図４に、半導体基板２を上面視した図を示す。このように半導体基板２を平面視すると、複数個の薄板部４０は、各々の下方（図１の下方）に形成されている各々のはんだ接合面３２の形成範囲を包含する領域に形成されている。また、各々の薄板部４０は、はんだ接合面３２が形成されている範囲よりも広い領域に亘って形成されている。厚板部５０は、複数個の薄板部４０を取り囲んでいる。厚板部５０は、格子状に形成されている。
【００１９】
本実施例の半導体装置１では、少なくとも、第１面２ｂ側にはんだ接合面３２が形成されている範囲の半導体基板２に、薄板部４０が形成されている。薄板部４０は、プリント配線基板の膨張・収縮に追従して膨張・収縮し易い。したがって、プリント配線基板にはんだ付けされた後に、温度変化によるプリント配線基板の膨張・収縮に伴って、薄板部４０も膨張・収縮する。はんだ接合面３２に取り付けられるはんだによる接続部に加わる負担を軽減することができる。
また、半導体装置１の半導体基板２は、厚板部５０を備えている。これにより、半導体基板２の剛性を維持することができる。薄板部４０が膨張・収縮しても、半導体基板２が反りに難い。
半導体装置１を用いると、半導体基板２の反りを抑制しながら、半導体装置１とプリント配線基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【００２０】
図５〜図１８を参照して半導体装置１の製造方法を説明する。
図５に示すように、半導体基板の第１面２ｂ側の、素子形成領域Ａに横型ＭＯＳＦＥＴの半導体構造を形成する。次に、第１面２ｂにアルミニウム膜を形成し、パターンニングする。これにより、横型ＭＯＳＦＥＴの各々の電極パッド１０〜１８（図２参照）を形成する。図５では、ソース電極に接続されているソースパッド１０と、ドレイン電極に接続されているドレインパッド１４を示している。ポリイミドを用いて第１面２ｂを被覆する保護層２０を形成する。保護層２０に開口部を形成して電極パッド１０〜１８を露出させる。またダイシングラインＬ近傍では、保護層２０を除去して第１面２ｂを露出させる。
【００２１】
次に、図６に示すように、保護層２０の表面と、露出している電極パッド１０〜１８の表面と、ダイシングラインＬ近傍に露出している第１面２ｂ上に、スパッタリングによりシード層２２（ＴｉとＣｕの積層構造）を形成する。
【００２２】
次に、図７に示すように、シード層２２の表面にレジスト層を形成する。レジスト層をパターンニングしてレジストＲ１を形成する。
次に、図８に示すように、レジストＲ１を形成していない領域に、Ｃｕをめっきして金属層を形成する。この際にシード層２２がめっき処理の導体となる。
次に、図９に示すように、レジストＲ１を除去する。図８に示す工程で形成したＣｕの金属層によって裏面側金属層６が形成される。
次に、図１０示すように、半導体基板２の第１面２ｂ側にドライフィルムレジストを形成してパターンニングし、マスクＲ２を形成する。
次に、図１１に示すように、マスクＲ２を形成していない領域に、Ｃｕをめっきして金属層を形成する。マスクＲ２を形成していない領域がＣｕの金属層で充填される。
次に、図１２に示すように、マスクＲ２を除去する。図１１に示す工程で形成したＣｕの金属層によってポスト電極Ｐが形成される。
次に、図１３に示すように、この時点で露出しているシード層２２をエッチングによって除去する。
次に、図１４に示すように、半導体基板２の第１面２ｂ側を樹脂で封止する。
次に、図１５に示すように、砥石を用いて樹脂の表面を研磨し、樹脂からポスト電極Ｐを露出させる。ポスト電極Ｐが樹脂層３０から露出した面によって、はんだ接合面３２が形成される。
次に、図１６に示すように、半導体基板２の第２面２ａを、半導体基板２の厚みが５００μｍ程度に至るまで研磨する。
次に、図１７に示すように、樹脂層３０から露出している範囲のポスト電極Ｐで開口しているメタルマスクＭ１を載置する。スキージ等を用い、メタルマスクＭ１の開口部にフラックスＦを印刷する。
次に、図１８に示すように、メタルマスクＭ１を除去し、フラックスＦが印刷されている領域に、はんだボールＨを形成する。そして、ダイシングやエッチングによって複数個の薄板部４０を形成する。その後に、ダイアモンドブレードを用いて、半導体基板２をダイシングラインＬで切断する。これにより、個片化した半導体装置１が形成することができる。
【００２３】
（第１実施例の変形例）
本実施例では、複数個のはんだ接合面３２が存在し、各々のはんだ接合面３２に対応する領域の半導体基板２に薄板部４０が形成されている場合について説明した。図１９に示す半導体装置１ａのように、複数個のはんだ接合面３２が形成されている範囲を共通に包含する領域に亘って共通薄板部４０ａが形成されていてもよい。
上記した構造によっても、半導体基板２の反りを抑制しながら、半導体装置１と基板のはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。また、図１８に示した薄板部４０を形成する工程において、１個の共通薄板部４０ａを形成すればよいので簡単に製造することができる。
【００２４】
（第２実施例）
次に、本発明を具現化した半導体装置の第２実施例を、図２０から図２４を参照して説明する。
図２０は、本実施例の半導体装置１ｂの要部断面図である。図２０では、図１に示す半導体装置１と同等の構成要素には、同一番号の符号を付して重複説明を省略する。
半導体装置１ｂは、図１９を用いて説明した半導体装置１ａと同様に、共通薄板部４０ａを備えている。
また、半導体装置１ｂは、共通薄板部４０ａの表面４１ａに形成されている表面側金属層６０を備えている。図２１に、半導体基板２を上面視した図を示す。図２１に示すように、表面側金属層６０は、パターン化されている。表面側金属層６０は、半導体基板２を平面視したときに、裏面側金属層６に重複する範囲に形成されている。なお、表面側金属層６０は、半導体基板２に形成されている半導体素子の電極等には接続されていない。
【００２５】
裏面側金属層６は、温度変化によって膨張・収縮し易い。裏面側金属層６が形成されている範囲の半導体基板２（共通薄板部４０ａ）の第１面２ｂ寄りの層は、裏面側金属層６の膨張・収縮に併せて膨張・収縮しようとする。本実施例の半導体装置１ｂは、半導体基板２を平面視すると裏面側金属層６に重複する範囲の薄板部４０ａの表面４１ａに、表面側金属層６０を備えている。表面側金属層６０も、温度変化によって膨張・収縮し易い。表面側金属層６０が形成されている範囲の半導体基板２の第２面２ａ（共通薄板部４０ａの表面４１ａ）寄りの層も、表面側金属層６０の膨張・収縮に併せて膨張・収縮しようとする。したがって、半導体基板２の第１面２ｂ寄りの層で温度変化によって膨張・収縮する領域は、その第２面２ａ寄りの層も膨張・収縮する。半導体基板２が、温度変化によって反り難い。
【００２６】
図２２のグラフの横軸は、表面側金属層６０の膜厚［μｍ］を示している。図２２のグラフの縦軸は、高温時に半導体基板２に発生する応力［Ｍｐａ］を示している。表面側金属層６０が１０μｍ未満であると。高温時に、薄板部４０ａの第２面２ａ寄りの層よりも、第１面２ｂ寄りの層の方が膨張しようとする力が大きく、第１面２ｂ側が凸となる状態に反る力が発生し易い。一方、表面側金属層６０の厚みが５０μｍを越えると、高温時に、薄板部４０ａの第１面２ｂ寄りの層よりも、第２面２ａ寄りの層の方が膨張しようとする力が大きく、第２面２ａ側が凸となる状態に反る力が発生し易い。表面側金属層６０は、その厚みが１０μｍ以上であり、５０μｍ以下のときに、表面側金属層６０を形成していない場合（厚みが０μｍの場合）と比較して半導体基板２に発生する応力を低減化することができる。
また、半導体装置１ｂには、少なくとも、第１面２ｂ側にはんだ接合面３２が形成されている範囲を共通に包含する領域に亘って共通薄板部４０ａが形成されている。共通薄板部４０ａは、プリント配線基板の膨張・収縮に追従して膨張・収縮し易い。したがって、プリント配線基板にはんだ付けされた後に、温度変化によるプリント配線基板の膨張・収縮に伴って、共通薄板部４０ａも膨張・収縮する。はんだ接合面３２に取り付けられるはんだによる接続部に加わる負担を軽減することができる。
また、半導体装置１ｂの半導体基板２は、厚板部５０ａを備えている。これにより、半導体基板２の剛性を維持することができる。共通薄板部４０ａが膨張・収縮しても、半導体基板２が反りに難い。
半導体装置１ｂを用いると、半導体基板２の反りを抑制しながら、半導体装置１とプリント配線基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【００２７】
図２３、図２４を参照して半導体装置１ｂの製造方法のうちの特徴のある工程を説明する。
半導体装置１ｂでも、第１実施例の半導体装置１の製造方法と同様に、図５に示した保護層２０を形成する工程と、図６に示したシード層２２を形成する工程までを実施する。
次に、図２３に示すように、Ｓｉの半導体基板２を第２面２ａから研磨する。そして、半導体基板２に、ダイシングやエッチングによって共通薄板部４０ａを形成する。
次に、図２４に示すように、第１面２ｂ側にレジストＲ１を形成し（第１実施例では、図７に示す工程）、第２面２ａにもレジストＲ３を形成する。
次に、レジストＲ１とレジストＲ３を形成していない領域に、Ｃｕをめっきして金属層を形成する。
次にレジストＲ１，Ｒ３を除去する。第１面２ｂに形成されたＣｕの金属層によって裏面側金属層６が形成される。また第２面２ａ（共通薄板部４０ａの表面４１ａ）に形成されたＣｕの金属層によって表面側金属層６０が形成される。
その後は、第１実施例の図１０から図１８に示す工程と同様に、第１面２ｂ側にポスト電極Ｐを形成する。また、はんだ接合面３２にはんだボールＨを取り付ける。
その後に、ダイシングラインＬでダイシングして個片化する。
【００２８】
本実施例では、半導体基板２を平面視したときに裏面側金属層６に重複している範囲の全てに表面側金属層６０を形成する場合について説明したが、必ずしも、裏面側金属層６に重複している全範囲に表面側金属層６０を形成しなくてもよい。重複している範囲の少なくとも一部を包含していればよい。重複している範囲を広く包含していた方が、半導体基板２の反りを抑制する効果が高い。
また、本実施例では、半導体基板２を平面視したときに裏面側金属層６に重複している範囲のみに表面側金属層６０を形成する場合について説明したが、裏面側金属層６に重複している範囲以外も包含する表面側金属層６０を形成してもよい。
例えば、図２５に示す半導体装置１ｃでは、２個の表面側金属層６２が、共通薄板部４０ａの表面４１ａに形成されている。一方の表面側金属層６２は、表面４１ａの中央部に形成されている。他方の表面側金属層６２は、中央部の表面側金属層６２から離間した位置に配置されて表面４１ａを一巡している。半導体装置１ｃの表面側金属層６２は、裏面側金属層６に重複している全範囲（図２参照）を包含する範囲には形成されていない。また、裏面側金属層６に重複している範囲以外も包含する範囲に形成されている。このような表面側金属層６２が形成されていても、半導体基板２の反りを抑制することができる。
また、共通薄板部４０ａの表面４１ａの全面に表面側金属層が形成されていてもよい。
【００２９】
（第２実施例の変形例１）
第２実施例では、表面側金属層６０が、半導体基板２に形成されている半導体素子の電極等には接続されていない場合について説明した。表面側金属層６０は、半導体素子の電極に接続しているものであってもよい。
図２６に示す半導体装置１ｅの半導体基板２には、縦型ＭＯＳＦＥＴが形成されている。半導体装置１ｅには、半導体基板２の第１面２ｂに、この縦型ＭＯＳＦＥＴのソースパッド１０とゲートパッド１６が形成されている。また、共通薄板部４０ａの表面４１ａにドレイン電極Ｄが形成されている。ドレイン電極Ｄは、表面側金属層６２に接続されている。表面側金属層６２は、半導体基板２を平面視したときに、裏面側金属層６に重複する範囲を含む共通薄板部４０ａの表面４１ａに形成されている。なお、表面側金属層６２の形成範囲は、裏面側金属層６に重複する全範囲を含まなくてもよいし、重複しない範囲を含んでもよい。ドレイン電極Ｄに接続されている表面側金属層６２は、共通薄板部４０ａを貫通する貫通電極６３と接続している。貫通電極６３は、半導体基板２の第１面２ｂに形成されているドレインパッド６４に接続されている。図２６に示す半導体装置１ｅでは、共通薄板部４０ａの表面４１ａに形成されているドレイン電極Ｄが、表面側金属層６２と貫通電極６３を介してドレインパッド６４と接続する構造が、共通薄板部４０ａの両端部（図２６の左端部と右端部）に形成されている。
このように、半導体基板２に縦型の半導体素子が形成されている場合には、表面側金属層６２を利用して第２面２ａに形成されている電極を第１面１ａに引き出すことができる。半導体装置１ｅでは、第２面２ａに形成されているドレイン電極Ｄを第１面１ａのドレインパッド６４に接続している。
【００３０】
半導体装置１ｅも、図２０に示す半導体装置１ｂと同様に表面側金属層６２が形成されており、半導体基板２が温度変化によって反り難い。また、図２０に示す半導体基板１ｂと同様に共通薄板部４０ａが形成されており、半導体装置１ｅとプリント配線基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。また、図２０に示す半導体基板１ｂと同様に厚板部５０ａを備えており、半導体基板２の剛性が維持されて半導体基板２が反りにくい。半導体装置１ｅによると、半導体基板２の反りを抑制しながら、半導体装置１ｅとプリント配線基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【００３１】
（第２実施例の変形例２）
第２実施例では、裏面側金属層６がポスト電極Ｐと接続しており、ポスト電極Ｐが樹脂層３０の表面３１から露出している範囲がはんだ接合面３２である場合について説明した。図２７に示す半導体装置１ｆのように、ポスト電極Ｐは形成されていなくてもよい。半導体装置１ｆは、裏面側金属層６の一部が樹脂層３０から露出しており、その露出している範囲にはんだボールＨが取り付けられている。樹脂層３０から露出している範囲の裏面側金属層６が、はんだ接合面３２を備えている。はんだ接合面３２は、樹脂層３０の開口部であるともいえる。
【００３２】
半導体装置１ｆも、図２０に示す半導体装置１ｂと同様に表面側金属層６０が形成されており、半導体基板２が温度変化によって反り難い。また、図２０に示す半導体基板１ｂと同様に共通薄板部４０ａが形成されており、半導体装置１ｆとプリント配線基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。また、図２０に示す半導体基板１ｂと同様に厚板部５０ａを備えており、半導体基板２の剛性が維持されて半導体基板２が反りにくい。半導体装置１ｆによると、半導体基板２の反りを抑制しながら、半導体装置１ｆとプリント配線基板とのはんだによる接続部の寿命を向上させることができる。
【００３３】
（第３実施例）
次に、本発明を具現化した半導体装置の第３実施例を、図２８と図２９を参照して説明する。
図２８は、本実施例の半導体装置１ｄの要部断面図である。図２８では、図１に示す半導体装置１と同等の構成要素には、同一番号の符号を付して重複説明を省略する。
半導体装置１ｄは、半導体基板２の全面が薄板化されている。薄板化された半導体基板２の第２面２ａに、表面側金属層６０が形成されている。表面側金属層６０は、図２９に示すように、図２１に示した半導体装置１ｂの場合と同様にパターン化されている。裏面側金属層６に重複する範囲の第２面２ａのみに、表面側金属層６０が形成されている。
【００３４】
表面側金属層６０が形成されていれば、半導体基板２の全面が薄板化されていても、温度変化による半導体基板２の反りを抑制することができる。また、半導体基板２が薄板化されていることにより、温度変化が繰り返されるときにはんだによる接続部に加わる負担を軽減化することができる。
【００３５】
第１実施例と第２実施例では、薄板部４０と共通薄板部４０ａは、第２面２ａに凹部が形成されていることによって半導体基板２の厚みが薄板化されている場合について説明した。図３０の半導体装置１ｇのように、第１面２ｂに凹部が形成されていることによって半導体基板２の厚みが薄板化されていてもよい。半導体装置１ｇの第２面２ａに表面側金属層６０（図２０参照）を形成すれば、さらに温度変化による半導体基板２の反りを抑制することができる。
【００３６】
第１実施例の半導体装置１では、裏面側金属層６がポスト電極Ｐと接続しており、ポスト電極Ｐが樹脂層３０の表面３１から露出している範囲がはんだ接合面３２である場合について説明した。図２７に示す半導体装置１ｆのように、ポスト電極Ｐは形成されていなくてもよい。この場合には、半導体装置１ｆと同様に、裏面側金属層６の一部が樹脂層３０から露出しており、その露出している範囲にはんだボールＨが取り付けられている。樹脂層３０から露出している範囲の裏面側金属層６が、はんだ接合面３２を形成している。はんだ接合面３２は、樹脂層３０の開口部であるともいえる。
【００３７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】半導体装置１の要部断面図である。
【図２】図１のII-II線断面図であり、裏面側金属層６を平面視した図である。
【図３】図１のIII-III線断面図であり、はんだ接合面３２を平面視した図である。
【図４】半導体装置１の表面側を観測した図である。
【図５】半導体装置１の製造工程を示す。
【図６】半導体装置１の製造工程を示す。
【図７】半導体装置１の製造工程を示す。
【図８】半導体装置１の製造工程を示す。
【図９】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１０】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１１】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１２】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１３】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１４】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１５】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１６】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１７】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１８】半導体装置１の製造工程を示す。
【図１９】半導体装置１ａの要部断面図である。
【図２０】半導体装置１ｂの要部断面図である。
【図２１】半導体装置１ｂの表面側金属層６０を平面視した図である。
【図２２】表面側金属層６０の膜厚と、高温時に半導体基板２に発生する応力の関係を示す。
【図２３】半導体装置１ｂの製造工程を示す。
【図２４】半導体装置１ｂの製造工程を示す。
【図２５】表面側金属層６０の変形例を示す。
【図２６】半導体装置１ｅの要部断面図である。
【図２７】半導体装置１ｆの要部断面図である。
【図２８】半導体装置１ｄの要部断面図である。
【図２９】半導体装置１ｄの表面側を観測した図である。
【図３０】半導体装置１ｇの要部断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ；半導体装置
２；半導体基板
２ａ；第２面
２ｂ；第１面
６；裏面側金属層
１０；ソースパッド
１４，６４；ドレインパッド
１６；ゲートパッド
２０；保護層
２２；シード層
３０；樹脂層
３１；表面
３２；範囲
４０；薄板部
４０ａ；共通薄板部
４１ａ；表面
５０，５０ａ；厚板部
６０，６２；表面側金属層
６３；貫通電極
Ａ；素子形成領域
Ｄ；ドレイン電極
Ｆ；フラックス
Ｈ；はんだボール
Ｌ；ダイシングライン
Ｍ１；メタルマスク
Ｐ；ポスト電極
Ｒ１，Ｒ３；レジスト
Ｒ２；マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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