[相关申请]
本申请案享受以日本专利申请案2016-181793号(申请案日：2016年9月16日)为基础申请案的优选权。本申请案通过参照此基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
本发明的实施方式涉及一种半导体装置及其制造方法。
背景技术：
已知有半导体元件设在衬底正面且金属设在衬底背面的半导体装置。此金属例如作为半导体元件与外部的电连接手段、或对于半导体元件产生的热的散热手段发挥功能。
当所述金属设在衬底的整个背面时，在切割制程中，可能会产生金属毛边。此情况下，可能会产生金属剥离或裂纹。
因此，考虑到在避开切割线的位置形成所述金属的方法。然而，此方法中，当在衬底的背面利用蚀刻等方法作成切割线时，须在光刻制程中使衬底的两面的位置对准，所以，制造时麻烦。
技术实现要素：
本发明的实施方式提供一种容易提高设在衬底背面的金属相关的可靠性的半导体装置及其制造方法。
本实施方式的半导体装置包括：半导体元件；衬底，具有设有半导体元件的第1面、及位于第1面的相反侧的第2面；金属组分，设在第2面；及金属镀覆部，隔着金属组分而局部地设在第2面。并且，设有金属镀覆部的第1区域与未设金属镀覆部的第2区域交替排列在第2面的端部。
附图说明
图1是表示第1实施方式的半导体装置的概略性构造的截面图。
图2是将图1所示的金属镀覆部放大的立体图。
图3是用于说明金属镀覆部的直径的最大值的平视图。
图4是表示第1实施方式的半导体装置的制造制程的截面图。
图5是表示图4所示的制造制程的下一制造制程的截面图。
图6是表示图5所示的制造制程的下一制造制程的截面图。
图7是表示图6所示的制造制程的下一制造制程的截面图。
图8是表示图7所示的制造制程的下一制造制程的截面图。
图9是表示第1变形例的半导体装置的主要部分构造的立体图。
图10是表示第2实施方式的半导体装置的概略性构造的截面图。
图11是将图10所示的金属镀覆部放大的立体图。
图12是表示第2实施方式的半导体装置的制造制程的截面图。
图13是表示图12所示的制造制程的下一制造制程的截面图。
图14是表示第2变形例的半导体装置的主要部分构造的立体图。
具体实施方式
以下，参照图式对本发明的实施方式进行说明。本实施方式并不限定本发明。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的半导体装置的概略性构造的截面图。本实施方式的半导体装置1具有半导体元件10、衬底20、金属组分30、绝缘膜40及金属镀覆部50。
半导体元件10是mos(metaloxidesemiconductor，金属氧化物半导体)晶体管。具体来说，在半导体层11之上设有漏极12、源极13及栅极绝缘膜14。在栅极绝缘膜14之上设有栅极15以及钝化层16。在栅极15之上设有栅极再配线17。若通过此栅极再配线17对栅极15施加电压，那么电流会从漏极12流向源极13。另外，半导体元件10并不限于mos晶体管，也可为其他类型的元件。
衬底20例如为硅衬底。衬底20具有设有半导体元件10的正面21(第1面)、及位于正面21的相反侧的背面22(第2面)。背面22设有金属组分30。
金属组分30具有设在衬底20的背面22的金属层31、及积层在金属层31上的金属层32。金属层31包含例如钛(ti)，金属层32包含例如铜(cu)。金属层31以及金属层32中所含的金属除了钛以及铜之外，还可列举锌(zn)、钯(pd)、镍(ni)、以及银(ag)等。金属组分30只要含有这些金属中的至少1种即可。
图2是将金属镀覆部50放大的立体图。金属镀覆部50与绝缘膜40一同隔着金属组分30而设在背面22。本实施方式中，金属镀覆部50形成为点状。绝缘膜40设在背面22上的未设置金属镀覆部50的部位。
在背面22的端部22a，交替排列着设有金属镀覆部50的区域23(第1区域)与未设置金属镀覆部50的区域24(第2区域)。换而言之，该区域24是设有绝缘膜40的区域。而且，该端部22a相当于在切割制程中切断衬底20时的切割线。在该端部22a，交替设有区域23与区域24，因此，金属镀覆部50变得不连续。所以，当切割衬底20时不易产生金属毛边。
金属镀覆部50是利用焊料(未图示)而与封装体(未图示)接合。所以，金属镀覆部50的厚度t1大于绝缘膜40的厚度t2。然而，若厚度t1小于0.3μm，则金属镀覆部50与焊料的接合很可能变得不充分。而且，若厚度t1大于80μm，则容易产生金属镀覆部50的破裂、或晶片的破裂等。因此，金属镀覆部50的厚度t1理想的是0.3μm以上80μm以下。
图3是用于说明金属镀覆部50的直径的最大值的平视图。若减少配置在背面22上的金属镀覆部50的数量，则能增大金属镀覆部50的直径d(点径)。
然而，如上所述，金属镀覆部50是利用焊料而安装。此时，为了使半导体装置1独立竖立，须如图3所示以三角状配置最少3个金属镀覆部50。当以该三角状进行配置时，金属镀覆部50的直径d达到最大。直径d的最大值是背面22的一边的长度l的约1/2。该长度l相当于半导体芯片的一边的长度。当半导体芯片为长方形时，长度l相当于短边的长度。
本实施方式中，平面形状为圆形的金属镀覆部50是以点状配置。然而，金属镀覆部50的平面形状并不限于圆形，也可例如为多角形状。换而言之，金属镀覆部50并不限于圆柱状，也可形成为三角柱等角柱。以下，“角柱”还可包括通过镀覆处理使角部呈弧形的形状。
以下，参照图4～图8，对本实施方式的半导体装置的制造制程进行说明。
首先，如图4所示，半导体元件10形成在衬底20的正面21。该制程中，衬底20例如是直径200mm、厚度约0.725mm的晶片状。另外，半导体元件10可通过包含溅镀技术或蚀刻技术等的普通的半导体制造工艺、所谓半导体前制程形成。所以，此处，省略对于半导体元件10的制造制程的说明。
接着，如图5所示，例如通过使用背部研磨装置对衬底20的背面进行研削，使衬底20(晶片)的厚度处于30μm以上90μm以下的范围。然后，通过对其背面进行化学研磨，而除去研削时附着在背面的附着物。这样，形成衬底20的背面22。然后，金属组分30、即金属层31以及金属层32例如可使用溅镀装置形成。此处，形成厚度约100nm的金属组分30。
接着，如图6所示，绝缘膜40形成在金属组分30的整个面上。此处，形成氧化硅膜(sio2)作为绝缘膜40。然而，绝缘膜40只要含有氧或氮即可。
接着，如图7所示，使用光刻技术将抗蚀剂60形成在绝缘膜40上。然后，以抗蚀剂60作为掩模对绝缘膜40进行蚀刻。此处，使用释放出蚀刻气体的等离子辅助型蚀刻装置对绝缘膜40进行干式蚀刻。也可代替干式蚀刻，而使用药液对绝缘膜40进行湿式蚀刻。这样，绝缘膜40被图案化。绝缘膜40的蚀刻部位对应于金属镀覆部50的图案。
接着，如图8所示，除去抗蚀剂60。此后，返回到图1，形成金属镀覆部50。
在绝缘膜40的蚀刻部位，露出金属组分30。本实施方式中，通过对露出的金属组分30实施电解镀覆处理，形成点状的金属镀覆部50。然而，金属镀覆部50的形成方法并不限于电解镀覆。当金属镀覆部50的厚度t1薄(例如10μm以下)时，也可利用无电解镀覆形成金属镀覆部50。
接着，例如使用刀片切割衬底20。由此，使衬底20芯片化。此制程中，沿着交替排列着金属镀覆部50与绝缘膜40的线而切割衬底20。结果，如图2所示，在衬底20的端部22a，交替形成着设有金属镀覆部50的区域23、与未设置金属镀覆部50的区域24(设有绝缘膜40的区域)。
根据以上所说明的本实施方式，金属镀覆部50局部地形成在衬底20的背面22。所以，在背面22，形成着设有金属镀覆部50的区域23、与未设置金属镀覆部50的区域24。
若沿着交替排列着区域23以及区域24的线而切割衬底20，则能对金属镀覆部50不连续的部位进行切割。由此，能抑制金属镀覆部50产生毛边，所以金属镀覆部50不易产生剥离或裂纹。
而且，本实施方式中，无须使金属镀覆部50避开切割线。所以，无须进行利用蚀刻等作成切割线时所需要的、光刻制程中的衬底的两面的位置对准。因此，容易提高金属镀覆部50相关的可靠性。
(第1变形例)
图9是表示第1变形例的半导体装置的主要部分构造的立体图。图9中，对于与上文所述的第1实施方式相同的构成要素标注相同的符号，且省略详细说明。
本变形例中，网状的金属镀覆部51设在衬底20的背面22。与第1实施方式相同，网状的图案是通过利用抗蚀剂60使绝缘膜40图案化而形成(参照图7以及图8)。此时，本变形例中，保留着绝缘膜40的区域、换而言之是无金属镀覆部51的区域形成为四角柱状，但该区域也可形成为圆柱、或四角柱以外的角柱。
金属镀覆部51能通过对金属组分30实施电解镀覆处理而形成。而且，与第1实施方式相同，当金属镀覆部51的厚度薄时，也能利用无电解镀覆形成金属镀覆部51。
根据本变形例，与第1实施方式相同，在背面22的端部22a交替形成着设有金属镀覆部51的区域23、与未设置金属镀覆部51的区域24(设有绝缘膜40的区域)。即，对金属镀覆部51不连续的部位进行切割。由此，能抑制金属镀覆部51产生毛边，所以，金属镀覆部51不易产生剥离或裂纹。
而且，本变形例中，也无须使金属镀覆部51避开切割线。所以，无须进行利用蚀刻等作成切割线时所需要的、光刻制程中的衬底的两面的位置对准。因此，容易提高金属镀覆部51相关的可靠性。
(第2实施方式)
图10是表示第2实施方式的半导体装置的概略性构造的截面图。图10中，对于与上文所述的第1实施方式相同的构成要素标注相同的符号，且省略详细说明。
本实施方式的半导体装置2包括半导体元件10、衬底20、金属组分30及金属镀覆部50。即，本实施方式的半导体装置2中，未设置第1实施方式中说明的绝缘膜40。
图11是放大表示金属镀覆部50的立体图。本实施方式中，与第1实施方式相同，点状的金属镀覆部50隔着金属层31以及金属层32设在衬底20的背面22。所以，在背面22的端部22a，交替排列着设有金属镀覆部50的区域23与未设置金属镀覆部50的区域24。
另一方面，本实施方式中，金属层31以及金属层32按照金属镀覆部50的图案而被图案化。
以下，参照图12以及图13，对于本实施方式的半导体装置的制造制程进行说明。此处，以与第1实施方式不同之处为中心进行说明。
首先，与第1实施方式相同，将半导体元件10形成在衬底20的正面21，此后，将金属层31以及金属层32形成在衬底20的背面22。
接着，如图12所示，利用光刻技术在金属层32形成抗蚀剂60。然后，以抗蚀剂60为掩模对金属层31以及金属层32进行蚀刻。此处，金属层31以及金属层32既可使用蚀刻气体进行干式蚀刻，也可使用药液进行湿式蚀刻。这样，金属层31以及金属层32被图案化。保留着金属层31以及金属层32的部位对应于金属镀覆部50的图案。
接着，如图13所示，除去抗蚀剂60。此后，返回到图10，形成金属镀覆部50。
本实施方式中，通过对保留在背面22的金属层31以及金属层32实施电解镀覆处理，形成点状的金属镀覆部50。当金属镀覆部50的厚度薄时，也能利用无电解镀覆形成金属镀覆部50。本实施方式中也与第1实施方式相同，金属镀覆部50并不限于圆柱状，也可形成为三角柱等角柱。
当形成金属镀覆部50之后，与第1实施方式相同，沿着金属镀覆部50不连续的线对衬底20进行切割。结果，如图11所示，在衬底的20的端部22a，交替形成着设有金属镀覆部50的区域23与未设置金属镀覆部50的区域24。
根据以上说明的本实施方式，预先在金属层31以及金属层32形成图案，且按照该图案形成金属镀覆部50。即便是这种制造方法，也与第1实施方式相同，在背面22的端部22a交替形成着设有金属镀覆部50的区域23与未设置金属镀覆部50的区域24。即，对于金属镀覆部50不连续的部位进行切割。由此，能抑制金属镀覆部50产生毛边，所以金属镀覆部50不易产生剥离或裂纹。
而且，本实施方式中，也无须使金属镀覆部50避开切割线。所以，无须进行利用蚀刻等作成切割线时所需要的、光刻制程中的衬底的两面的位置对准。因此，容易提高金属镀覆部50相关的可靠性。
(第2变形例)
图14是表示第2变形例的半导体装置的主要部分构造的立体图。图14中，对于与上文所述的第2实施方式相同的构成要素标注相同的符号，且省略详细说明。
本变形例中，网状的金属镀覆部51设在衬底20的背面22。与第2实施方式相同，网状的图案是通过利用抗蚀剂60使金属层31以及金属层32图案化而形成(参照图12以及图13)。此时，本变形例中，也与第1变形例相同，无金属镀覆部51的区域可形成为圆柱或角柱。
金属镀覆部51可通过对于金属层31以及金属层32实施电解镀覆处理而形成。而且，与第2实施方式相同，当金属镀覆部51的厚度薄时，也可利用无电解镀覆形成金属镀覆部51。
根据本变形例，与第2实施方式相同，在背面22的端部22a交替形成着设有金属镀覆部51的区域23与未设置金属镀覆部51的区域24。即，对于金属镀覆部51不连续的部位进行切割。由此，能抑制金属镀覆部51产生毛边，所以金属镀覆部51不易产生剥离或裂纹。
而且，本变形例中，也无须使金属镀覆部51避开切割线。所以，无须进行利用蚀刻等作成切割线时所需要的、光刻制程中的衬底的两面的位置对准。因此，容易提高金属镀覆部51相关的可靠性。
已对于本发明的若干实施方式以及变形例进行了说明，但这些实施方式是作为示例提出，并非旨在限定发明范围。这些实施方式能以其他各种形态实施，可在不脱离发明宗旨的范围内进行多种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形属于发明范围或宗旨，也同样属于权利要求书中记载的发明及与其同等的范围内。