(57)【要約】【課題】  半導体モジュールに用いられる半導体装置の製造方法において、半導体装置の裏面及び側面から効率良く放熱することができる技術を開示する。【解決手段】  本発明に係る製造方法は、半導体基板をダイシングラインに沿って切削することによって、半導体基板の裏面に溝を形成する工程と、裏面及び溝の内面を被膜する電極層を形成する工程と、電極層を形成した後に、溝の内面に電極層が残存するようにダイシングラインに沿って半導体基板を切削することによって半導体基板を複数の半導体装置に分割する工程を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をダイシングラインに沿って切削することによって、前記半導体基板の裏面に溝を形成する工程と、
前記裏面及び前記溝の内面を被膜する電極層を形成する工程と、
前記電極層を形成した後に、前記溝の内面に前記電極層が残存するように前記ダイシングラインに沿って前記半導体基板を切削することによって前記半導体基板を複数の半導体装置に分割する工程、
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】
本明細書は、半導体装置の製造方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、放熱板に凹部を形成し、凹部内に半導体装置をはんだ付けした半導体モジュールが開示されている。この構造によれば、はんだ付け時に、半導体装置の側面と凹部の側面の間の空間内にはんだが進入する。このため、半導体装置の側面とはんだが接触する。この構造によれば、半導体装置の側面からも放熱することができるため、半導体装置の放熱機能を改善することができると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の半導体モジュールでは、半導体装置の側面が半導体基板により構成されている。このため、半導体装置の側面がはんだを弾きやすく、実際には期待されるほどの放熱効率を得ることができない。本明細書は、裏面及び側面からの放熱を効率良く行うことができる半導体装置の製造方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、半導体基板をダイシングラインに沿って切削することによって、半導体基板の裏面に溝を形成する工程と、裏面及び溝の内面を被膜する電極層を形成する工程と、電極層を形成した後に、溝の内面に電極層が残存するようにダイシングラインに沿って半導体基板を切削することによって半導体基板を複数の半導体装置に分割する工程を備えている。
【０００６】
この製造方法では、半導体基板の裏面にダイシングラインに沿った溝を形成した後に、裏面及び溝の内面に電極層を被膜する。その後、溝の内面に電極層が残存するようにダイシングラインに沿って半導体基板を切削することにより複数の半導体装置に分割するため、半導体装置の裏面だけでなく、側面（溝であった部分）も覆うように電極層を形成することができる。このため、半導体装置の側面をはんだと好適に密着させることができる。したがって、半導体装置の側面からも効率良く放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】半導体モジュール１００の縦断面図。
【図２】製造工程における半導体基板５０の下面を厚み方向から平面視した平面図。
【図３】製造工程における半導体基板５０の縦断面図。
【図４】製造工程における半導体基板５０の縦断面図。
【図５】製造工程における半導体基板５０の縦断面図。
【図６】製造される半導体装置１０の縦断面図。
【図７】変形例の半導体モジュールの縦断面図。
【図８】変形例の半導体モジュールの縦断面図。
【図９】変形例の半導体モジュールの縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書が開示する半導体装置の製造方法の一実施例について、図面を参照して説明する。まず、本実施例に係る製造方法によって製造される半導体装置１０を搭載する半導体モジュール１００について説明する。図１に示すように、半導体モジュール１００は、半導体装置１０と、金属ブロック１２と、放熱板１４，１６を備えている。説明の便宜上、半導体装置１０と、金属ブロック１２と、放熱板１４，１６の積層方向において、放熱板１４から放熱板１６に向かう方向を「上」と称し、その反対方向を「下」と称する。
【０００９】
半導体装置１０には、ＭＯＳＦＥＴやショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子が用いられる。半導体装置１０は、半導体基板５０と、電極２０と、電極５４を有している。半導体基板５０は、ＳｉＣ等の半導体によって構成された基板である。半導体基板５０は、その厚み方向から平面視すると矩形状に形成されている。半導体基板５０の側面には、凹部１８が形成されている。凹部１８は、半導体基板５０の下面側に形成されている。つまり、半導体基板５０の側面において、上面側の領域よりも半導体基板５０の幅方向中心側に凹んでいる領域が、凹部１８である。凹部１８は、半導体基板５０の周囲を一巡するように伸びている。電極５４は、半導体基板５０の凹部１８及び下面を被膜している。電極２０は、半導体基板５０の上面の中央部に配置されている。
【００１０】
電極２０には、はんだ材３２を介して金属ブロック１２が接続されている。金属ブロック１２は、例えば、Ｃｕにより構成されている。金属ブロック１２の上面には、はんだ材３６を介して放熱板１６が接続されている。電極５４には、はんだ材３４を介して放熱板１４が接続されている。はんだ材３４は、半導体基板５０の下面及び凹部１８内の電極５４に接続されている。
【００１１】
放熱板１４，１６は、半導体装置１０に通電するための電極として機能するとともに、半導体装置１０から放熱するための放熱板として機能する。上述したように、放熱板１４と半導体装置１０とを接続するはんだ材３４は、半導体基板５０の下面だけでなく半導体基板５０の側面の凹部１８内でも電極５４に接続されている。このため、半導体装置１０が発熱したときに、半導体基板５０の下面だけでなく側面（すなわち、凹部１８内の側面）からもはんだ材３４を介して放熱板１４に熱が伝わる。このため、この半導体モジュール１００では、放熱板１４によって効率的に半導体装置１０から放熱することができる。
【００１２】
次に、半導体装置１０の製造方法の一例について説明する。半導体装置１０は、図２に示す半導体基板５０（加工前の半導体基板５０）から製造される。図２の半導体基板５０から、複数の半導体装置１０が製造される。なお、図２には、後述する溝５２の位置が示されているが、加工前の段階では半導体基板５０に溝５２は形成されていない。
【００１３】
まず、図２の半導体基板５０の上面に、複数の電極２０を形成する。各電極２０は、図２のダイシングライン４０と重ならないように形成される。
【００１４】
次に、ダイシングライン４０に沿って、図３に示すようにダイシングブレード４１で半導体基板５０の下面５０ｂを切削する。これによって、半導体基板５０の下面に溝５２を形成する。具体的には、図２に示すように、半導体基板５０の下面５０ｂを複数の矩形領域に分割するように溝５２を形成する。溝５２の深さ（半導体基板５０の下面５０ｂからの距離）は、特に限定されず、半導体基板５０を貫通しない深さであればどのような深さであってもよい。なお、以下では便宜のため、本工程における「切削」を「ハーフダイシング」と称する。
【００１５】
次に、図４に示すように、半導体基板５０の下面５０ｂ及び溝５２の内面を被膜するように電極５４を形成する。電極５４の形成には、例えば、めっき法やスパッタリングが用いられる。
【００１６】
次に、図５に示すように、ダイシングライン４０に沿って、ダイシングブレード４２で半導体基板５０の上面５０ａを切削する。すなわち、溝５２に沿って、半導体基板５０の上面５０ａを切削する。ダイシングブレード４２で形成される溝が溝５２に達するように切削する。これによって、半導体基板５０を複数の半導体装置１０に分割する。なお、ここで切削される幅は、ハーフダイシングにより形成された溝５２の幅よりも狭い。これによって、図６に示すように、溝５２の内面に形成された電極５４を削り取ることなく半導体基板５０を複数の半導体装置１０に分割することができる。なお、以下では便宜のため、本工程における「切削」を「ダイシング」と称する。
【００１７】
上記の説明から明らかなように、本実施例の半導体装置１０の製造方法では、半導体基板５０をダイシングする前に、半導体基板５０をハーフダイシングすることにより溝５２を形成し、溝５２の内面に電極５４を形成している。このため、電極５４が形成された半導体基板５０を溝５２に沿ってダイシングすると、分割された半導体基板５０の下面５０ｂ及び側面の一部（凹部１８）には、電極５４が残存することとなる。したがって、上記の方法によれば、図６に示すように、下面５０ｂ側の側面が電極５４に被覆された半導体装置１０を製造することができる。このような電極５４に放熱板１４をはんだ付けすると、図１に示すように、半導体装置１０と放熱板１４を接合するはんだ材３４が、半導体装置１０の下面だけでなく、側面（凹部１８）にも好適に密着することができる。このため、半導体装置１０は、その下面及び側面から効率良く放熱を行うことができる。
【００１８】
なお、半導体モジュールの構成は、上述した構成に限られない。例えば、図７に示すように、放熱板の１４上面に導電部材２４を配置してキャビティを形成し、キャビティの内部にはんだ材３４により半導体装置１０を接合してもよい。導電部材２４には例えばＣｕが用いられるが、これに限られず、熱伝導性の高い材料であればよい。この構成によると、導電部材２４の側面と半導体装置の凹部１８の間の空間ではんだ材３４が盛り上がるため、凹部１８とはんだ材３４をより好適に密着させることができる。したがって、半導体装置１０の放熱効率をより向上させることができる。
【００１９】
また、図８及び図９に示すように、放熱板１４を加工することによってキャビティを形成し、キャビティの内部にはんだ材３４により半導体装置１０を接合してもよい。この構成によっても、凹部１８とはんだ材３４をより好適に密着させることができる。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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さまざまに変形、変更したものが含まれる。
【００２１】
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。
【符号の説明】
【００２２】
２：パワー半導体素子
１０：半導体装置
１２：金属ブロック
１４：放熱板
１６：放熱板
１８：凹部
２０：電極
２４：導電部材
３２，３４，３６：はんだ材
４０：ダイシングライン
５０：半導体基板
５２：溝
５４：電極層
１００：半導体モジュール
【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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