(57)【要約】【課題】半導体装置とその製造方法において、製造工程における工程数の増大を招くことなく半導体装置の信頼性を高めること。【解決手段】基材２と、基材２の表面２ｂに対向する下面３ｘを備えた半導体素子３と、基材２と半導体素子３とを接続する端子４と、基材２と半導体素子３との間に充填された樹脂５とを有し、半導体素子３の上面３ｚの面積が下面３ｘの面積よりも広い半導体装置による。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の表面に対向する下面を備えた半導体素子と、
前記基材と前記半導体素子とを接続する端子と、
前記基材と前記半導体素子との間に充填された樹脂とを有し、
前記半導体素子の上面の面積が前記下面の面積よりも広いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子の側面が、前記上面の法線方向から傾斜し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】
前記半導体素子の側面は階段形状であ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４】
前記階段形状は、段差面と段落ち面とが交互に連続してなり、
前記段差面が、前記基材の前記表面に向いていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
上面の面積が下面の面積よりも広い半導体素子を形成する工程と、
基材の表面と前記半導体素子の前記下面とを対向させた状態で、前記基材と前記半導体素子とを端子を介して接続する工程と、
前記基材と前記半導体素子との間に樹脂を充填する工程と、
を有することを特徴とす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、半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の形態には様々なものがあるが、なかでもフリップチップ接合により半導体素子と回路基板の各々の電極同士を接続した半導体装置は小型化が容易で、電子機器の小型化のニーズに応えることができる。
【０００３】
このようにフリップチップ接合を用いる場合には、半導体素子と回路基板との間の隙間に未硬化のアンダーフィル樹脂を充填し、そのアンダーフィル樹脂を硬化させることにより半導体素子と回路基板との接続強度を補強する。
【０００４】
アンダーフィル樹脂は、このように半導体装置の接続信頼性を向上させるのに資する。その一方で、アンダーフィル樹脂が原因で様々な不都合も生じ、これを解消するためにいくつかの提案がなされているが、いずれも改善の余地がある。
【０００５】
例えば、未硬化で液状のアンダーフィル樹脂が半導体素子の側面を這い上がって当該半導体素子の上面に至るのを防止するために、その上面に半導体素子よりも大きな板を設ける方法が提案されている。
【０００６】
この方法によれば、半導体素子の側面を這い上がるアンダーフィル樹脂の動きが板で抑制されるので、半導体素子の上面にアンダーフィル樹脂が到達せず、当該上面に当接するボンディングツールがアンダーフィル樹脂で汚染されるのが防止できるとされている。
【０００７】
しかし、これでは半導体素子の上面に板を設けるための新たな工程が必要で、半導体装置の製造工程における工程数が増えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１７４０３９号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０７６３５２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
半導体装置とその製造方法において、製造工程における工程数の増大を招くことなく半導体装置の信頼性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下の開示の一観点によれば、基材と、前記基材の表面に対向する下面を備えた半導体素子と、前記基材と前記半導体素子とを接続する端子と、前記基材と前記半導体素子との間に充填された樹脂とを有し、前記半導体素子の上面の面積が前記下面の面積よりも広い半導体装置が提供される。
【００１１】
また、その開示の他の観点によれば、上面の面積が下面の面積よりも広い半導体素子を形成する工程と、基材の表面と前記半導体素子の前記下面とを対向させた状態で、前記基材と前記半導体素子とを端子を介して接続する工程と、前記基材と前記半導体素子との間に樹脂を充填する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
以下の開示によれば、半導体素子の上面の面積をその下面の面積よりも大きくするので、半導体素子の側面の横に当該上面が張り出し、製造工程の増大を招くことなく樹脂が当該側面を伝って半導体素子の上面に至るのを抑制できる。よって、当該上面に樹脂が至るのを防止しながら、樹脂の量を多くして基材と半導体素子との接続強度を補強でき、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、調査に使用した半導体装置の上面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のI−I線に沿う断面図であり、図２（ｂ）は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、調査に使用した半導体装置の拡大斜視図である。
【図４】図４は、調査に使用した半導体装置において、アンダーフィル樹脂を増やした場合の上面図である。
【図５】図５は、図４のIII−III線に沿う断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る半導体装置の上面図である。
【図７】図７（ａ）は図６のIV−IV線に沿う断面図であり、図７（ｂ）は図６のV−V線に沿う断面図である。
【図８】図８は、第１実施形態の別の例に係る半導体装置の断面図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その１）である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その２）である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る半導体装置の上面図である。
【図１２】図１２（ａ）は図１１のVI−VI線に沿う断面図であり、図１２（ｂ）は、図１１のVII−VII線に沿う断面図である。
【図１３】図１３は、半導体素子にリッドを接続した場合の第２実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態において、ダイシング途中の半導体基板の拡大断面図である。
【図１５】図１５（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態において、上下の半導体素子の間にアンダーフィル樹脂を充填した場合の上側の半導体素子の拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が行った調査について説明する。
【００１５】
図１は、その調査に使用した半導体装置の上面図である。
【００１６】
この半導体装置１は、回路基板２と、半導体素子３と、アンダーフィル樹脂５とを有する。これらのうち、回路基板２と半導体素子３は、平面視でいずれも矩形状である。
【００１７】
図２（ａ）は、図１のI−I線に沿う断面図であって、矩形状の回路基板２の一辺に平行な断面図に相当する。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、回路基板２は、第１の電極２ａとパッド２ｃとを有する。このうち、第２のパッド２ｃには、外部接続端子６としてはんだバンプが接合される。
【００１９】
一方、第１の電極２は、銅を材料としており、その表面にはんだバンプ等の端子４が接合される。
【００２０】
また、端子４は、半導体素子３が備える銅を材料とする第２の電極３ａと接合されており、これにより回路基板２と半導体素子３とが電気的かつ機械的に接続される。
【００２１】
そして、回路基板２と半導体素子３との間には、これらの接続強度を補強するためのアンダーフィル樹脂５が充填される。アンダーフィル樹脂５は、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂であって、回路基板２と半導体素子３との間に充填された後、加熱により熱硬化される。
【００２２】
回路基板２は樹脂を主材料とするのに対し、半導体素子３はシリコンを主材料としており、このような材料の相違によって両者の熱膨張量は異なるが、その熱膨張量の相違をアンダーフィル樹脂５が吸収するように働く。そのため、熱膨張量の相違が原因で第１の電極２ａと端子４との接合面に強い応力が作用するのを防止でき、当該接合面が破断して半導体装置１が不良になる危険性を低減できる。
【００２３】
アンダーフィル樹脂５によるこのような半導体装置１の信頼性向上の実効を図るには、半導体素子３の下面３ｘだけでなく、その側面３ｙにもアンダーフィル樹脂５を供給し、アンダーフィル樹脂５のフィレットの高さをなるべく高くするのが好ましい。
【００２４】
図２（ｂ）は、図１のII−II線に沿う断面図であって、矩形状の回路基板２の対角線に沿った断面図に相当する。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、この断面においては、半導体素子３の側面３ｙにおいてアンダーフィル樹脂５の量が不足し、当該側面３ｙがアンダーフィル樹脂５で覆われずに露出することが明らかとなった。
【００２６】
図３は、この現象について説明するための半導体装置１の拡大斜視図である。
【００２７】
図３に示すように、半導体素子３のコーナ部３ｃにおいては、他の部分と比較して回路基板２上でアンダーフィル樹脂５が濡れ広がる領域が広く、これにより上記のようにアンダーフィル樹脂５の量が不足する。
【００２８】
これは、熱硬化前の未硬化のアンダーフィル樹脂５の表面張力が、コーナ部３ｃとこれ以外の部分とで異なるためと考えられる。
【００２９】
このようにコーナ部３ｃでアンダーフィル樹脂５が不足すると、コーナ部３ｃにおける側面３ｙがアンダーフィル樹脂５で覆われずに露出するため、コーナ部３ｃにおいて回路基板２と半導体素子３との接続強度が弱まり、半導体装置１の信頼性が低下してしまう。
【００３０】
特に、矩形状の半導体素子３はその対角線方向に沿って最も大きく熱膨張するため、対角線に位置するコーナ部３ｃでアンダーフィル樹脂５が不足すると、回路基板２と半導体素子３との接続強度の低下が顕著となる。
【００３１】
コーナ部３ｃにおけるアンダーフィル樹脂５の不足を補うため、そのアンダーフィル樹脂５の量を増やすことも考えられる。
【００３２】
図４は、このようにアンダーフィル樹脂５の量を増やした場合の半導体装置１の上面図であり、図５は図４のIII−III線に沿う断面図である。
【００３３】
図４及び図５に示すように、アンダーフィル樹脂５の供給量を増やすとその一部が半導体素子３の上面３ｚに這い上がってしまう。
【００３４】
アンダーフィル樹脂５の充填時には、図５に示すようにボンディングツール９で半導体素子３の上面３ｚを押さえることがあるが、上記のようにアンダーフィル樹脂５が上面３ｚに這い上がると、ボンディングツール９がアンダーフィル樹脂５で汚染されてしまう。
【００３５】
また、上面３ｚのアンダーフィル樹脂５によって、当該上面３ｚと不図示のヒートスプレッダとを面接触させることができなくなり、ヒートスプレッダで半導体素子３の熱を効率的に放熱することができなくなってしまう。
【００３６】
以下に、本実施形態について説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
図６は、本実施形態に係る半導体装置２０の上面図である。なお、図６において、図１〜図５で説明したのと同じ要素にはこれらの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００３８】
図６に示すように、この半導体装置２０は回路基板２と半導体素子３とを有する。回路基板２は、基材の一例であって、樹脂を材料とするコア基板の上に複数層の配線を形成してなる。
【００３９】
また、半導体素子３は下面３ｘと上面３ｚとを有しており、その上面３ｚの面積は下面３ｘの面積よりも大きい。
【００４０】
図７（ａ）は、図６のIV−IV線に沿う断面図であって、矩形状の回路基板２の一辺に平行な断面図に相当する。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、半導体素子３は、その下面３ｘが回路基板２の表面２ｂに対向した状態で回路基板２に搭載される。
【００４２】
また、既述のように上面３ｚの面積を下面３ｘの面積よりも大きくする目的で、本実施形態では半導体素子３の側面３ｙを上面３ｚの法線方向nから傾斜させる。これにより、側面３ｙの横に上面３ｚが庇状に張り出すと共に、側面３ｙと上面３ｚとの成す角αが９０°よりも小さい鋭角となる。
【００４３】
図７（ｂ）は、図６のV−V線に沿う断面図であって、半導体素子３のコーナ部３ｃを通る対角線に沿った断面図に相当する。
【００４４】
図３を参照して説明したように、コーナ部３ｃにおいては、アンダーフィル樹脂５が回路基板２上に濡れ広がるため、他の部分と比較してアンダーフィル樹脂５が不足しがちである。
【００４５】
そこで、本実施形態では、図３の場合よりもアンダーフィル樹脂５の量を多くし、コーナ部３ｃにおけるアンダーフィル樹脂５の不足を解消させる。アンダーフィル樹脂５の量は特に限定されないが、例えば図３の場合よりもアンダーフィル樹脂５を５０vol%以上多くするのが好ましい。
【００４６】
アンダーフィル樹脂５は熱硬化性の樹脂であり液体の状態で回路基板２上に供給されるが、上記のように半導体素子３の上面３ｚが側面３ｙの横に庇状に張り出しているため、未硬化で液状のアンダーフィル樹脂５が側面３ｙを這い上がるのを防止できる。
【００４７】
その結果、十分な量のアンダーフィル樹脂５によってコーナ部３ｃにおける回路基板２と半導体素子３との接続強度を確保しつつ、上面３ｚに不要なアンダーフィル樹脂５が供給されるのを防止できる。
【００４８】
図８は、本実施形態の別の例に係る半導体装置の断面図である。なお、図８において、図６〜図７で説明したのと同じ要素にはこれらの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００４９】
図８に示すように、この半導体装置２０においては、半導体素子３の上面３ｚにリッド２１を接続する。リッド２１は、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い金属を材料とし、半導体素子３で発生した熱を放熱するヒートスプレッダとしての機能を有する。
【００５０】
そのリッド２１と半導体素子３の上面３ｚは、熱伝導性に優れた金属フィラー等を樹脂に含有させてなる伝熱材料２２を介して接続される。本実施形態では、上記のように上面３ｚにアンダーフィル樹脂５が存在しないので、半導体素子３からリッド２１への熱の流れがアンダーフィル樹脂５で阻害されず、リッド２１による放熱効果を維持することが可能となる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００５２】
図９〜図１０は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【００５３】
最初に、図９（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【００５４】
まず、半導体基板Wとして、表面に第２の電極３ａと不図示の回路が形成された厚さが約３００μmのシリコンウエハを用意する。そして、その半導体基板Wの表面Sに対してダイシングブレード３０の回転面Rを斜めにした状態で、ダイシングブレード３０により半導体基板Wを切断する。
【００５５】
なお、回転面Rと半導体基板Wの表面の法線Nとが成す角βは特に限定されないが、本実施形態では角度βを約３０°とする。
【００５６】
半導体基板Wの複数個所においてこのような切断を行うことにより、図９（ｂ）に示すように、半導体基板Wを半導体素子３に個片化する。
【００５７】
このようにして得られた半導体素子３は、その側面３ｙが上面３ｚの法線方向nから傾斜しているため、上面３ｚの面積が下面３ｘの面積よりも大きくなる。
【００５８】
次に、図９（ｃ）に示すように、半導体素子３の第２の電極３ａの上に端子４としてはんだバンプを載せた後、その端子４をリフローして溶融することにより、第２の電極３ａに端子４を接合する。
【００５９】
なお、端子４は、はんだバンプに限定されない。はんだバンプに代えて、金バンプや銅バンプを端子４として形成してもよい。
【００６０】
次いで、図１０（ａ）に示すように、ボンディングツール９で半導体素子３の上面３ｚを吸着しながら、半導体素子３の下面３ｘを回路基板２の表面２ｂに対向させて、回路基板２の第１の電極２ａに端子４を当接させる。
【００６１】
そして、ボンディングツール９により半導体素子３を回路基板２に押し当てながら、これらの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂５として未硬化のエポキシ樹脂を充填する。
【００６２】
なお、アンダーフィル樹脂５として使用し得る樹脂には、エポキシ系樹脂の他に、ウレタン系樹脂やシアネートエステル系樹脂もある。
【００６３】
その後、ボンディングツール９を介して端子４とアンダーフィル樹脂５の各々を１５０℃に加熱し、この状態を真空雰囲気中で３０分以上維持する。これにより、端子４が溶融して第１の電極２ａと接合し、端子４を介して回路基板２と半導体素子３が機械的かつ電気的に接続される。また、これと同時にアンダーフィル樹脂５が熱硬化し、このアンダーフィル樹脂５により回路基板２と半導体素子３との接続強度が補強される。
【００６４】
このように接続強度を補強するには、半導体素子３の側面３ｙの少なくとも一部がアンダーフィル樹脂５で覆われる程度に、回路基板２と半導体素子３との間になるべく多くのアンダーフィル樹脂５を供給するのが好ましい。
【００６５】
但し、熱硬化させる前のアンダーフィル樹脂５の粘度が低いと、回路基板２の上でアンダーフィル樹脂５が濡れ広がり、半導体素子３の側面３ｙでアンダーフィル樹脂５が不足するおそれがある。
【００６６】
このようなアンダーフィル樹脂５の不足を防止するため、未硬化のアンダーフィル樹脂５に予めフィラーを混入させることによりアンダーフィル樹脂５の粘度を高めるのが好ましい。そのようなフィラーの材料としては、例えば、SiO2、ZrO2、MgO、SiN等の無機材料がある。
【００６７】
これらのフィラーをアンダーフィル樹脂５に混入することで、熱硬化前のアンダーフィル樹脂５の粘度が高まるため、回路基板２上でアンダーフィル樹脂５が濡れ広がるのを抑制でき、半導体素子３の側面３ｙに十分な量のアンダーフィル樹脂５を残すことができる。
【００６８】
特に、フィラーとアンダーフィル樹脂５との総重量に対してそのフィラーの混合比率を７０wt%以上とすることによりアンダーフィル樹脂５の粘度を十分に高めることができ、側面３ｙにおいて十分な量のアンダーフィル樹脂５を確保することができる。
【００６９】
更に、このようにアンダーフィル樹脂５の量を増やしても、本実施形態では半導体素子３の側面３ｙが傾斜しているため、アンダーフィル樹脂５が側面３ｙを這い上がって上面３ｚに至るのを抑制できる。よって、半導体素子３を吸着しているボンディングツール９がアンダーフィル樹脂５で汚染されるのを防止できると共に、アンダーフィル樹脂５を除去するためにボンディングツール９を洗浄する手間も省ける。
【００７０】
なお、この例では、第１の電極２ａに端子４を当接させた後にアンダーフィル樹脂５を充填したが、これらの順序を逆にしてもよい。この場合は、最初に回路基板２の上にアンダーフィル樹脂５を供給した後、アンダーフィル樹脂５の上に端子４を押し当てることにより、端子４がアンダーフィル樹脂５を押し退けて第１の電極２ａに当接する。
【００７１】
更に、上記では端子４を溶融して第１の電極２ａと接合させたが、端子４として金バンプや銅バンプを用いる場合には、熱圧着により端子４と第１の電極２ａとを接合すればよい。
【００７２】
その後、図１０（ｂ）に示すように、回路基板２のパッド２に外部接続端子６としてはんだバンプ６を接合する。
【００７３】
ここまでの工程により、本実施形態に係る半導体装置２０の基本構造が完成する。この後は、必要に応じて図８に示したリッド２１を半導体素子３に接続してもよい。
【００７４】
以上説明した本実施形態によれば、図１０（ａ）に示したように、半導体素子３の側面３ｙを傾斜させることにより、半導体素子３の上面３ｚにアンダーフィル樹脂５が這い上がるのを防止する。
【００７５】
そのため、十分な量のアンダーフィル樹脂５を使用することができるようになり、アンダーフィル樹脂５によって回路基板２と半導体素子３との接続強度を補強でき、ひいては半導体装置２０の信頼性を向上できる。
【００７６】
しかも、上面３ｚにアンダーフィル樹脂５が這い上がるのを防止するための工程も不要であり、半導体装置の製造工程が増えることもない。
【００７７】
このようにして製造した半導体装置２０について調査をしたところ、第１の電極２ａとこれに接続されている第２の電極３ａとが電気的にオープンとなっている部分はなかった。
【００７８】
また、このように製造した半導体装置２０を室温から１２５℃に温度上昇させた際の熱応力シミュレーションを行った結果、コーナ部における応力値が図１の半導体装置１と比較して１／２以下に抑えられることが確認できた。
【００７９】
本半導体装置の信頼性試験として、−５５℃〜１２５℃の温度範囲で温度を５００サイクル昇降させる温度サイクル試験を行った。その結果、第１の電極２ａとこれに接続されている第２の電極３ａとの間の抵抗の増加量の総和は１０％以下と良好だった。
【００８０】
また、温度が１２１℃で湿度が８５％の恒温恒湿雰囲気中で半導体装置２０を１０００時間放置しても、上記の抵抗の増加量の総和は１０％以下となり、良好な結果が得られた。
【００８１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、図７（ａ）に示したように半導体素子３の側面３ｙを傾斜させた。これに対し、本実施形態では、以下のように側面３ｙに階段形状を付与する。
【００８２】
図１１は、本実施形態に係る半導体装置４０の上面図である。なお、図１において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００８３】
図１１に示すように、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、半導体素子３の上面３ｚの面積を下面３ｘの面積よりも大きくする。
【００８４】
図１２（ａ）は、図１１のVI−VI線に沿う断面図であって、矩形状の回路基板２の一辺に平行な断面図に相当する。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、本実施形態では、半導体素子３の上面３ｚの面積を下面３ｘのそれよりも大きくする目的で、半導体素子３の側面３ｙに階段形状を付与する。
【００８６】
その階段形状は、段差面３ｅと段落ち面３ｆとが交互に連続してなり、このうちの段差面３ｅが回路基板２の表面２ｂに向いている。
【００８７】
また、このように段差形状を付与することで、第１実施形態と同様に、半導体素子３の側面３ｙの横に上面３ｚが張り出すようになる。
【００８８】
図１２（ｂ）は、図１１のVII−VII線に沿う断面図であって、半導体素子３のコーナ部３ｃを通る対角線に沿った断面図に相当する。
【００８９】
既述のように、コーナ部３ｃではアンダーフィル樹脂５が不足しやすい。これを防止するために回路基板２と半導体素子３との間に供給されるアンダーフィル樹脂５の量を増やしても、半導体素子３の上面３ｚが張り出しているため、第１実施形態と同様に未硬化のアンダーフィル樹脂５が側面３ｙを伝って上面３ｚに至るのを防止できる。
【００９０】
なお、第１実施形態で説明したように、その上面３ｚにヒートスプレッダとして機能するリッドを接続してもよい。
【００９１】
図１３は、このように半導体素子３にリッド２１を接続した場合の半導体装置４０の断面図である。なお、図１３において、図１１〜図１２で説明したのと同じ要素にはこれの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００９２】
図１３のようにリッド２１を設ける場合であっても、半導体素子３の上面３ｚにアンダーフィル樹脂５が存在しないので、半導体素子３からリッド２１への熱の流れがアンダーフィル樹脂５で阻害されず、リッド２１による放熱効果を維持することができる。
【００９３】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００９４】
図１４は、本実施形態において、ダイシング途中の半導体基板の拡大断面図である。また、図１５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。なお、図１４と図１５（ａ）、（ｂ）において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００９５】
まず、図１４に示すように、半導体基板Wの上でダイシングブレード３０をあてる位置をずらしながら、半導体基板Wの上でダイシングブレード３０を複数回走行させ、半導体基板Wを半導体素子３に個片化する。
【００９６】
本実施形態では、矢印で示すように、各回ごとに切削深さを深くしていくことにより、半導体素子３の側面３ｙに段差形状を付与する。その段差形状のサイズは特に限定されないが、この例では各々の段差面３ｅの幅Dを約５０μm〜２００μm、各々の段落ち面３ｆの高さHを約５０μmとすることにより、５段の段差形状を形成する。なお、半導体基板Wの厚さは約３００μmである。
【００９７】
このような切削を半導体素子３の複数個所に対して行うことにより、図１５（ａ）に示すように、上面３ｚの面積が下面３ｘの面積よりも広い半導体素子３が得られる。
【００９８】
この後は、第１実施形態で説明した図９（ｃ）〜図１０（ｂ）の工程を行うことにより、図１５（ｂ）に示すような本実施形態に係る半導体装置４０の基本構造を完成させる。
【００９９】
以上説明した本実施形態でも、半導体素子３の上面３ｚの面積を下面３ｘのそれよりも大きくしたことで、アンダーフィル樹脂５が上面３ｚに這い上がるのを抑制できる。更に、上面３ｚにアンダーフィル樹脂５が這い上がるのを防止するための工程も不要である。
【０１００】
そのため、半導体装置４０の製造工程が増えるのを防止しながら、十分な量のアンダーフィル樹脂５で回路基板２と半導体素子３とを接続でき、半導体装置４０の信頼性を向上させることができる。
【０１０１】
このようにして製造した半導体装置４０について調査をしたところ、第１の電極２ａとこれに接続されている第２の電極３ａとが電気的にオープンとなっている部分はなかった。
【０１０２】
また、このように製造した半導体装置の室温から１２５℃に温度上昇させた際の熱応力シミュレーションを行った結果、コーナ部における応力値が図１の半導体装置１と比較して１／２以下に抑えられることが確認できた。
【０１０３】
本半導体装置の信頼性試験として、−５５℃〜１２５℃の温度範囲で温度を５００サイクル昇降させる温度サイクル試験を行った。その結果、第１の電極２ａとこれに接続されている第２の電極３ａとの間の抵抗の増加量の総和は１０％以下と良好だった。
【０１０４】
また、温度が１２１℃で湿度が８５％の恒温恒湿雰囲気中で半導体装置２０を１０００時間放置しても、上記の抵抗の増加量の総和は１０％以下となり、良好な結果が得られた。
【０１０５】
（第３実施形態）
第１実施形態と第２実施形態では、半導体装置に搭載される半導体素子は一つのみであった。これに対し、本実施形態では、以下のように一つの半導体装置に複数の半導体素子を搭載する。
【０１０６】
図１６は、本実施形態に係る半導体装置の断面図である。なお、図１６において、第１実施形態又は第２実施形態で説明したのと同じ要素にはこれらの実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１０７】
図１６に示すように、本実施形態に係る半導体装置５０においては、半導体素子３の上に複数の別の半導体素子７が搭載される。この場合は、点線円内に示すように、下側の半導体素子３に貫通電極８を設けると共に、上側の半導体素子７に第３の電極７ａを設け、これら貫通電極８と第３の電極７ａとをはんだバンプ等の端子１１で接続する。
【０１０８】
また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、下側の半導体素子３の側面３ｙを傾斜させることにより、その半導体素子３の上面３ｚにアンダーフィル樹脂５が這い上がるのを防止できる。なお、このように側面３ｙを傾斜させるのに代えて、第２実施形態のように側面３ｙに段差形状を付与してもよい。
【０１０９】
更に、下側の半導体素子３と上側の半導体素子７との接続強度を補強するため、これらの間にアンダーフィル樹脂を充填してもよい。
【０１１０】
図１７は、このようにアンダーフィル樹脂１３を充填した場合の上側の半導体素子７の拡大断面図である。この場合は、下側の半導体素子３が、上側の半導体素子７が接続される基材となる。そして、半導体素子７の側面７ｙを傾斜させたり、第２実施形態のように側面７ｙに段差形状を付与することにより、半導体素子７の上面７ｚにアンダーフィル樹脂１３が這い上がるのを防止できる。
【０１１１】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１１２】
（付記１）  基材と、
前記基材の表面に対向する下面を備えた半導体素子と、
前記基材と前記半導体素子とを接続する端子と、
前記基材と前記半導体素子との間に充填された樹脂とを有し、
前記半導体素子の上面の面積が前記下面の面積よりも広いことを特徴とする半導体装置。
【０１１３】
（付記２）  前記半導体素子の側面が、前記上面の法線方向から傾斜していることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
【０１１４】
（付記３）  前記半導体素子の前記側面と前記上面との成す角が鋭角であることを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
【０１１５】
（付記４）  前記半導体素子の側面は階段形状であることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
【０１１６】
（付記５）  前記階段形状は、段差面と段落ち面とが交互に連続してなり、
前記段差面が、前記基材の前記表面に向いていることを特徴とする付記４に記載の半導体装置。
【０１１７】
（付記６）  前記樹脂は、前記半導体素子の前記側面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする付記２乃至付記５のいずれかに記載の半導体装置。
【０１１８】
（付記７）  前記樹脂は、前記半導体素子の前記上面には存在しないことを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかに記載の半導体装置。
【０１１９】
（付記８）  上面の面積が下面の面積よりも広い半導体素子を形成する工程と、
基材の表面と前記半導体素子の前記下面とを対向させた状態で、前記基材と前記半導体素子とを端子を介して接続する工程と、
前記基材と前記半導体素子との間に樹脂を充填する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１２０】
（付記９）  前記半導体素子を形成する工程は、
半導体基板の表面に対してダイシングブレードの回転面を斜めにした状態で、前記ダイシングブレードにより前記半導体基板を前記半導体素子に個片化する工程を有することを特徴とする付記８に記載の半導体装置の製造方法。
【０１２１】
（付記１０）  前記半導体素子を形成する工程は、半導体基板の上でダイシングブレードをあてる位置をずらしながら、前記半導体基板の上で前記ダイシングブレードを複数回走行させることにより前記半導体基板を切削して前記半導体素子に個片化すると共に、各回の切削深さを変えることにより、前記半導体素子の側面に段差形状を付与することを特徴とする付記８に記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１２２】
１、２０、４０、５０…半導体装置、２…回路基板、２ａ…第１の電極、２ｂ…表面、２ｃ…パッド、３、７…半導体素子、３ａ…第２の電極、３ｃ…コーナ部、３ｅ…段差面、３ｆ…段落ち面、３ｘ…下面、３ｙ…側面、３ｚ…上面、４、１１…端子、５、１３…アンダーフィル樹脂、６…外部接続端子、７ａ…第３の電極、８…貫通電極、９…ボンディングツール、２１…リッド、２２…伝熱材料、３０…ダイシングブレード。
【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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