(57)【要約】【課題】ダイシングなどの切断への耐性を高めるとともに、半導体チップなどの半導体装置を小型化可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置は、半導体基体と、ポリイミド部材とを備える。半導体基体は、半導体素子が配設された面を有する。そして、半導体基体は、当該面の端部である切断端部を有する。また、切断端部に沿ったトレンチが、半導体基体の上記面に設けられている。そして、ポリイミド部材は、トレンチ内に埋設されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が配設された面と、前記面の端部である切断端部とを有する半導体基体であって、前記切断端部に沿ったトレンチが前記面に設けられた半導体基体と、
前記トレンチ内に埋設されたポリイミド部材と
を備える、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記半導体基体の前記面のうち前記半導体素子が配設された領域に、別のトレンチが設けられている、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記ポリイミド部材は、前記半導体基体の前記面のうち前記半導体素子の終端構造が配設された領域に設けられたポリイミド部材の一部である、半導体装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子は絶縁ゲート型トランジスタを含む、半導体装置。
【請求項５】
（ａ）半導体素子と、前記半導体素子外側のダイシング領域と前記半導体素子との間で前記ダイシング領域に沿ったトレンチとを、半導体基板の面に形成し、かつ前記トレンチ内にポリイミド部材を埋設する工程と、
（ｂ）前記半導体基板を前記面側から前記ダイシング領域に沿って切断する工程と
を備える、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレンチゲート型ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子が形成された半導体ウェハは、ダイサーと呼ばれるダイシング装置によって切断される。このような切断、いわゆるダイシングによって、半導体ウェハから四角形状の半導体チップが切り離される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダイシング時には、半導体チップのうちダイサーの切削歯が通る領域において、微小な欠けまたは割れが生じる。このような欠けなどが、長期的な電気的なストレスや機械的なストレスによって動作領域に達すると、半導体素子の動作不良が生じてしまう。この不具合が抑制されるように、半導体ウェハにはライン状のダイシング領域が設けられる。ここで、ダイシング領域は、ダイシング後には半導体チップから除去される切削領域と、ダイシング後にも半導体チップに残存するマージン領域である残存領域とを含む。しかしながら、残存領域は比較的大きいため、半導体チップを小型化できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、ダイシングなどの切断への耐性を高めるとともに、半導体チップなどの半導体装置を小型化可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体装置は、半導体素子が配設された面と、前記面の端部である切断端部とを有する半導体基体であって、前記切断端部に沿ったトレンチが前記面に設けられた半導体基体と、前記トレンチ内に埋設されたポリイミド部材とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、切断端部に沿ったトレンチ内に、ポリイミド部材が埋設されている。これにより、切断への耐性を高めることができ、かつ、半導体装置を小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】半導体ウェハの一部の構成を示す平面図である。
【図２】ダイシング工程前の関連半導体チップを示す平面図である。
【図３】ダイシング工程後の関連半導体チップを示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る半導体チップの構成を示す平面図である。
【図５】実施の形態１に係る半導体チップの構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態１に係る半導体チップにおける作用を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜関連半導体装置＞
まず、本発明の実施の形態に係る半導体装置である半導体チップについて説明する前に、これと関連する半導体チップ（以下「関連半導体チップ」と記す）について説明する。
【００１０】
図１は、半導体基板である半導体ウェハ１の一部を示す平面図である。なお、図１では、半導体ウェハ１の一部しか図示されていないが、半導体ウェハ１は、概ね円形状の外周形状を有する。以下、半導体ウェハ１は、シリコンのウェハであるものとするが、これに限ったものではなく、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＧａＮ（窒化ガリウム）などのワイドバンドギャップ半導体のウェハであってもよい。
【００１１】
半導体ウェハ１では、複数の四角形状の関連半導体チップ２１同士がダイシングライン領域４を挟み隣接して形成されている。半導体ウェハ１に含まれる関連半導体チップ２１の数は、通常、半導体ウェハ上に配置される半導体チップの数が最大となるように設定される。
【００１２】
関連半導体チップ２１は、半導体素子を備える。図１の例では、半導体素子は、エミッタ電極３ａとゲート電極３ｂとを有するＩＧＢＴ３と、ＩＧＢＴ３の高電圧に対する耐性を高めるための終端構造とを含む。エミッタ電極３ａ及びゲート電極３ｂは、例えばアルミニウムを含む。ＩＧＢＴ３、ひいては関連半導体チップ２１のサイズは、使用される電流の容量に応じて設定される。
【００１３】
なお、以下の説明では、半導体チップの上面のうちＩＧＢＴ３が配設された領域を「ＩＧＢＴ形成領域」と呼ぶこともあり、半導体チップの上面のうち終端構造が配設された領域を「終端領域５」と呼ぶこともある。また、ＩＧＢＴ形成領域及び終端領域をまとめた領域を「動作領域」と呼ぶこともある。
【００１４】
半導体ウェハ１からの関連半導体チップ２１の切り離しは、ダイシングブレードと呼ばれる、ダイヤモンドの歯が塗布された切削歯を有するダイサーによって行われる。具体的には、この切り離しは、関連半導体チップ２１同士の間の部分、つまり各関連半導体チップ２１の最外周部分に設けられたライン状のダイシング領域４において、シリコンをダイシングブレードで切削することによって行われる。この工程は、一般的にダイシング工程と呼ばれたり、単にダイシングと呼ばれたりする。
【００１５】
図２は、図１のＡの領域を拡大した構成にダイシング工程を行う前の状態を示す図であり、図３は、図２の構成にダイシング工程を行った後の状態を示す図である。図２には、ダイシング領域４と、上述した終端領域５とが図示されている。なお、終端領域５には、終端構造としてアルミニウム配線５ａなどの構造が配設されている。
【００１６】
図２のダイシング領域４は、予め定められた幅を有する領域である。このダイシング領域４は、切り離された半導体チップの動作を保証するための領域であり、半導体チップの動作とは無関係な動作無効領域である。このダイシング領域４は、切削領域４ａと残存領域４ｂとを含んでいる。
【００１７】
切削領域４ａは、ダイシングブレードが通る領域であり、図３に示すようにダイシング後には半導体チップから除去される領域である。切削領域４ａの幅は、ダイサーのブレード幅やブレードのブレを最大許容できる幅に設定される。
【００１８】
残存領域４ｂは、ダイシング後にも関連半導体チップ２１に残存する領域である。残存領域４ｂは、ダイシングブレードが通過した後に、様々な理由によって発生したシリコンの欠け６や図示しない微小なヒビが、終端領域５などの動作領域に達しないようにするためのマージン領域である。残存領域４ｂは終端領域５と隣接しており、残存領域４ｂの幅は、上記の効果が得られるのに十分な長さに設定される。
【００１９】
このような関連半導体チップ２１では、欠け６などが動作領域に達することが残存領域４ｂによって抑制されている。しかしながら、この残存領域４ｂは比較的大きいため、チップサイズを小さくできないという問題があった。これに対して、以下で説明する本発明の実施の形態に係る半導体装置である半導体チップでは、残存領域４ｂ、ひいてはチップサイズを小さくすることが可能となっている。
【００２０】
＜実施の形態１＞
図４は、本実施の形態１に係る半導体チップの構成を示す平面図であり、図５は、当該構成を図４のＢ−Ｂ’線に沿って示す断面図である。以下、本実施の形態１で説明する構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００２１】
図５に示すように、本実施の形態１に係る半導体チップ２は、半導体基体８と、ポリイミド部材１０とを備える。なお、ダイシングによって残留領域４ｂに欠けた場合には、例えば、半導体基体８のうち図５の二点鎖線から右上部分が除去される。
【００２２】
半導体基体８は、半導体ウェハ１の一部に相当する。半導体基体８が有する上面には、絶縁ゲート型トランジスタであるトレンチ型のＩＧＢＴ３（図１）と、終端構造とが配設されている。そして、半導体基体８は、当該上面の端部として、ダイシングで切断された残存領域４ｂの切断端部を有している。また、半導体基体８の残存領域４ｂと、終端構造に対応する終端領域５との間の上面には、切断端部に沿ったトレンチ９が設けられている。
【００２３】
ポリイミド部材１０は、トレンチ９内に埋設されている。なお本実施の形態１では、図５に示すように、ポリイミド部材１０は、ＩＧＢＴ３の一部と終端構造とを覆う保護膜であるポリイミド部材の一部である。つまり、ポリイミド部材１０は、半導体チップ２の動作領域に含まれる終端領域５からトレンチ９に亘って連続的に配設されている。
【００２４】
次に、本実施の形態１に係る半導体チップ２の製造方法について説明する。まず、半導体ウェハ１（図１）の上面に、ＩＧＢＴ３と、ＩＧＢＴ３の外側のダイシング領域４とＩＧＢＴ３との間でダイシング領域４に沿ったトレンチ９とを形成し、かつトレンチ９内にポリイミド部材１０を埋設する。なお、ＩＧＢＴ３及びトレンチ９の形成、並びに、ポリイミド部材１０の埋設の順番には、特に制約はない。その後、半導体ウェハ１を上面側からダイシング領域４に沿って切断するダイシングを行うことによって、半導体ウェハ１から個々の半導体チップ２に切り離す。
【００２５】
ここで、仮にトレンチ９内が空洞であるように構成された半導体チップにおいてダイシングを行うと、トレンチ９の開口部の角部に応力が集中して、トレンチ９の欠け発生等の問題が発生する可能性がある。そのため、トレンチ９に何らかの埋設材料を埋設して、応力を緩和させる必要がある。この埋設材料の特性としては、（１）トレンチ９に容易に埋設できるように流動性を有すること、（２）ダイシング中またはダイシング後において、埋設材料の一部がトレンチ９から剥離して動作領域に接触した際に、電気的影響が動作領域に及ばないように絶縁性を有すること、（３）同様に剥離した埋設材料の一部が動作領域に接触した際に、機械的影響が動作領域に及ばないように比較的柔らかいこと、が求められる。
【００２６】
以上の点に鑑みて本実施の形態１では、半導体チップ２の表面保護膜に用いられる絶縁材料のポリイミド部材の一部がトレンチ９に埋設されている。このような構成によれば、上記（１）〜（３）の要求を適切に満たすことができる。
【００２７】
なお、埋設部材が、ＩＧＢＴのトレンチゲート電極に通常用いられる高濃度にドープされたポリシリコン部材、または、表面のメタライズ材に通常用いられるアルミニウム系の金属部材である場合には、上記（２）を満たすことができない。また、図６（ａ）に示すように、比較的硬いポリシリコン部材１１を用いた構成では、ダイシングによって生じる応力１２の水平方向の分力、つまり動作領域に伝わる応力１２ａが比較的大きい。
【００２８】
これに対して、比較的柔らかいポリイミド部材１０を用いた本実施の形態１の構成によれば、図６（ｂ）に示すように応力１２ａを小さくすることができる。このため、残存領域４ｂ、ひいてはチップサイズを小さくすることができる。また、上記（３）を満たすこともできる。
【００２９】
なお、ポリシリコン部材、または、アルミニウム系の金属部材を、図５のポリイミド部材のように終端構造を覆うように配設した場合には、電気的影響が動作領域に及んでしまう。このため、ポリシリコン部材等が埋設部材である構成では、トレンチ９内のみにしか形成することができない。
【００３０】
これに対して、本実施の形態１では、ポリイミド部材１０は、終端構造を覆う保護膜であるポリイミド部材の一部であり、半導体チップ２の動作領域に含まれる終端領域５からトレンチ９に亘って連続的に配設されている。このような構成によれば、ポリイミド部材の面積を大きくすることができる。その結果、上記応力の緩和を高めることができ、かつ、ポリイミド部材１０がトレンチ９から剥離することを抑制することができる。
【００３１】
＜変形例＞
以上の説明では、半導体素子は、トレンチ型のＩＧＢＴ３であった。しかしこれに限ったものではなく、半導体素子は、例えば、プレーナ型のＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）、ＰＮダイオードなどであってもよい。なお、ＩＧＢＴ形成領域に別のトレンチが設けられている場合には、別のトレンチとともにトレンチ９を形成することができる。このため、製造工程が増えることを抑制することができる。
【００３２】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  半導体ウェハ、２  半導体チップ、３  ＩＧＢＴ、４  ダイシング領域、８  半導体基体、９  トレンチ、１０  ポリイミド部材。
【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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