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JP3744772B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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JP3744772B2 JP2000137480A JP2000137480A JP3744772B2 JP 3744772 B2 JP3744772 B2 JP 3744772B2 JP 2000137480 A JP2000137480 A JP 2000137480A JP 2000137480 A JP2000137480 A JP 2000137480A JP 3744772 B2 JP3744772 B2 JP 3744772B2
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  • Wire Bonding (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にシリコン基板に設けた半導体素子を形成し且つシリコン基板に設けた取り出し電極を用いて半導体素子の組み立てを行う半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体装置の組立工程においては、ウェハからダイシングして分離した半導体チップをリードフレームに固着し、金型と樹脂注入によるトランスファーモールドによって半導体チップを封止し、リードフレームを切断して個々の半導体装置毎に分離する、という工程が行われている。この手法によって得れらる半導体装置は、図11に示したように、半導体チップ1の周囲を樹脂層2で被覆し、該樹脂層2の側部から外部接続用のリード端子3を導出した構造になる(例えば特開平05−129473号)。
【0003】
この構造は、樹脂層2の外側にリード端子3が突出すること、リードフレームの加工精度の問題や金型との位置あわせ精度の問題により、外形寸法とその実装面積の縮小化には限界が見えていた。
【0004】
近年、外形寸法を半導体チップサイズと同等あるいは近似した寸法にまで縮小する事が可能な、ウェハスケールCSP(チップサイズパッケージ)が注目され始めている。これは、図12(A)を参照して、半導体ウェハ11に各種拡散などの前処理を施して多数の半導体チップ12を形成し、図12(B)に示したように半導体ウェハ11の上部を樹脂層13で被覆すると共に樹脂層13表面に外部接続用の電極14を導出し、その後半導体ウェハ11のダイシングラインに沿って半導体チップ11を分割して、図12(C)に示したような完成品としたものである。樹脂層13は半導体チップ12の表面(裏面を被覆する場合もある)を被覆するだけであり、半導体チップ12の側壁にはシリコン基板が露出する。電極14は樹脂層13下部に形成された集積回路網と電気的に接続されており、実装基板上に形成した導電パターンに対して電極14を対向接着することによりこの半導体装置の実装が実現する。
【0005】
斯かる半導体装置は、装置のパッケージサイズが半導体チップのチップサイズと同等であり、実装基板に対しても対向接着で済むので、実装占有面積を大幅に減らすことが出来る利点を有する。また、後工程に拘わるコストを大幅に減じることが出来る利点を有するものである。(例えば、特開平9−64049号)
そこで、チップサイズが1mm角に満たない程度のチップでは図13(A)(B)(C)に示すように実装されている。
【0006】
図中、21はセラミックやガラスエポキシ等からなる絶縁基板であり、それらが1枚あるいは数枚重ね合わされて、板厚が250〜350μmと製造工程における機械的強度を維持し得る厚みと、長辺×短辺が1.0mm×0.8mm程度の矩形形状を有している。
【0007】
絶縁基板21の表面には、タングステン等の金属ペーストの印刷と、電解メッキ法による前記金属ペースト上への金メッキによって導電パターンを形成し、アイランド部22と電極部23a、23bとを形成している。アイランド部22の上には、Agペーストなどの導電性接着剤24によって半導体チップ25が固着されている。
【0008】
半導体チップ25の表面にはアルミ電極パッド26が形成され、電極パッド26と電極部23a、23bとが、ボンディングワイヤ27によって電気接続される。電極パッド26側に1stボンド、電極部23側に2ndボンドが打たれる。バイポーラトランジスタで有れば、電極部23a、23bはエミッタとベースに対応し、パワーMOSFETで有れば、ソースとゲートに対応する。
【0009】
前記絶縁基板21の裏面側には、同じく金メッキ層によって第1の外部接続電極28と第2の外部接続電極29a、29bが形成される。絶縁基板21にはこれを貫通する、円形の第1のビアホール30と第2のビアホール31a、31bが形成され、各ビアホール30、31a、31bの内部はタングステンなどの導電材料によって埋設される。素材としては、電気的導電性と熱伝導性に優れた素材で埋設する。該ビアホール30、31a、31bによって、アイランド部22と第1の外部接続電極28とを、電極部23a、23bと第2の外部接続電極29a、29bとを、各々電気接続する。第1の外部接続電極28が例えばコレクタ電極となり、第2の外部接続電極29a、29bが例えばベース、エミッタ電極となる。
【0010】
絶縁基板21の上方は、半導体チップ25とボンディングワイヤ27とを封止する樹脂層32で被覆される。樹脂層32は絶縁基板21と共にパッケージ外形を構成する。パッケージの周囲4側面は樹脂層32と絶縁基板21の切断面で形成され、パッケージの上面は平坦化した樹脂層32の表面、パッケージの下面は絶縁基板21の裏面側で形成される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図13で示した実装構造においていろいろな問題点がある。第1に、セラミックやガラスエポキシ等の高価な基板材料を用い、更にタングステン等の高価な金属ペーストを用いているので、ローコストの実装構造とは言えない。第2に、両面の電極等を接続するために、絶縁基板を貫通するビアホールが不可欠であり、この加工精度も0.15mm程度が限界であるので、更なる小型化の障害となっている。第3にこのビアホール内を金属ペーストで充填するため作業性が極めて悪く、コスト高の原因となる。第4に半導体チップを形成する前工程と絶縁基板を用いて半導体チップを組み立てる後工程に区分されており、リードタイムが長く、製造コストも高くなる等々の多くの問題点が発生している。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した種々の問題点に鑑みてなされたものであり、シリコン基板の予定の素子形成領域に半導体素子を形成する工程と、前記シリコン基板の前記素子形成領域の外側に位置し予定の取り出し電極となる部分にトレンチ溝を形成する工程と、前記トレンチ溝の少なくとも側面および底面に酸化膜を形成した後、前記トレンチ溝の底面の前記酸化膜を除去する工程と、前記トレンチ溝に埋め込まれた導電性金属よりなる取り出し電極を形成する工程と、前記半導体素子の電極と前記取り出し電極とを電気的に接続する工程と、前記シリコン基板表面を絶縁性樹脂で被覆する工程と、前記シリコン基板を裏面より除去して前記取り出し電極の裏面を露出する工程と、前記絶縁性樹脂をダイシングして個別の半導体素子に分離する工程とから構成されることに特徴を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1から図10を参照して本発明の半導体装置の製造方法を詳述する。
【0014】
本発明は、シリコン基板の予定の素子形成領域に半導体素子を形成する工程と、前記シリコン基板の前記素子形成領域の外側に位置し予定の取り出し電極となる部分にトレンチ溝を形成する工程と、前記トレンチ溝の少なくとも側面および底面に酸化膜を形成した後、前記トレンチ溝の底面の前記酸化膜を除去する工程と、前記トレンチ溝に埋め込まれた導電性金属よりなる取り出し電極を形成する工程と、前記半導体素子の電極と前記取り出し電極とを電気的に接続する工程と、前記シリコン基板表面を絶縁性樹脂で被覆する工程と、前記シリコン基板を裏面より除去して前記取り出し電極の裏面を露出する工程と、前記シリコン基板の裏面に露出された前記素子形成領域および前記取り出し電極に接続電極を形成する工程と、前記絶縁性樹脂をダイシングして個別の半導体素子に分離する工程から構成されている。
【0015】
本発明の第1の工程は、図1に示す如く、シリコン基板40の予定の素子形成領域41に半導体素子410を形成することにある。
【0016】
本工程では、約400μmの厚みのシリコン基板40を準備し、シリコン基板40の素子形成領域41に既知の選択拡散法を用いてベース領域411、エミッタ領域412およびベース領域411を囲むようにアニュラーリング領域413を形成する。シリコン基板40はN+型シリコン基板にN−型エピタキシャル層を積層したものを用い、P型のベース領域411とN+型のエミッタ領域412およびN+型のアニュラーリング領域413を形成する。ここでは、NPN型プレーナトランジスタを例に挙げたが、PNP型プレーナトランジスタ、MOSFET等の半導体素子410を形成しても良い。
【0017】
本発明の第2の工程は、図2に示す如く、シリコン基板40の素子形成領域41の外側に位置し予定の取り出し電極44となる部分にトレンチ溝42を形成することにある。
【0018】
本工程では、素子形成領域41の外側に位置し予定の取り出し電極44となる部分を露出して他の部分をホトレジスト層で被覆し、シリコン基板40表面を選択的にドライエッチングして約100μmの深さのトレンチ42を形成する。予定の取り出し電極44はボンディングワイヤーが固着できるように一辺200μmの正方形状にトレンチ溝42が形成される。なお、半導体素子410は酸化膜(図示しない)で被覆されて保護されている。
【0019】
本発明の第3の工程は、図3および図4に示す如く、トレンチ溝42の少なくとも側面および底面に酸化膜43を形成した後、トレンチ溝42の底面の酸化膜43を除去することにある。
【0020】
本工程では、シリコン基板40表面には減圧CVD法で全面に約5000Åから10000Åの厚い酸化膜43が形成される(図2)。従って、酸化膜43はシリコン基板41表面、トレンチ溝42の側面および底面に形成される。続いてこの酸化膜43を異方性ドライエッチングしてシリコン基板40表面およびトレンチ溝42底面の酸化膜43を選択的に除去する(図3)。これによりトレンチ溝42の側面に酸化膜43が残る。
【0021】
本発明の第4の工程は、図5に示す如く、トレンチ溝42に埋め込まれた導電性金属よりなる取り出し電極44を形成することにある。
【0022】
本工程では、銅または金等の導電性金属を電気メッキして、少なくともトレンチ溝42を埋める。導電性金属のメッキ膜はトレンチ溝42を含めてシリコン基板40に形成された後、ホトエッチングによりトレンチ溝42の導電性金属のメッキ膜を残してエッチング除去される。
【0023】
本発明の第5の工程は、図6に示す如く、半導体素子410の電極45と取り出し電極44とを電気的に接続することにある。
【0024】
本工程では、半導体素子410の電極パッド45と取り出し電極44とをボールボンディングにより各々ボンディングワイヤ46で接続する。
【0025】
半導体素子410の表面には前述した第1の工程でアルミ電極パッド45が形成されており、電極パッド45と取り出し電極44とが、ボンディングワイヤ46によって電気接続される。電極パッド45側に1stボンド、取り出し電極44側に2ndボンドが打たれる。バイポーラトランジスタで有れば、取り出し電極44はそれぞれエミッタとベースに対応し、パワーMOSFETで有れば、ソースとゲートに対応する。
【0026】
本発明の第6の工程は、図7に示す如く、半導体素子410を含みシリコン基板40表面を絶縁性樹脂47で被覆することにある。
【0027】
本工程では、シリコン基板40の上方に移送したディスペンサ(図示せず)から所定量のエポキシ系液体樹脂を滴下(ポッティング)し、すべての半導体素子410を共通の樹脂層47で被覆する。前記液体樹脂として例えばCV576AN(松下電工製)を用いた。滴下した液体樹脂は比較的粘性が高く、表面張力を有しているので、その表面が湾曲する。樹脂層47の湾曲した表面を平坦面に加工するには、樹脂が硬化する前に平坦な成形部材を押圧して平坦面に加工する手法と、滴下した樹脂層47を100〜200度、数時間の熱処理(キュア)にて硬化させた後に、湾曲面を例えばダイシングブレードで研削することによって平坦面に加工する手法とが考えられる。
【0028】
本発明の第7の工程は、図8に示す如く、シリコン基板40を裏面より除去して取り出し電極44の裏面を露出することにある。
【0029】
本工程は本発明の特徴とするものであり、シリコン基板40を裏面より研削する。シリコン基板40は約400μmの厚み有するので、大部分をバックグラインドにより機械的に研削し、残りの10〜20μmをスピンエッチングにより化学的に除去して、約100μmの厚みまで研削される。シリコン基板40の表面は樹脂層47で被覆されているので、樹脂層47の持つ機械的強度でシリコン基板40が割れることはない。この結果、取り出し電極44の裏面が樹脂層47の裏面側に露出される。このとき酸化膜43は取り出し電極44の電気的絶縁材として働いている。
【0030】
本発明の第8の工程は、図9に示す如く、シリコン基板40の裏面に露出された素子形成領域41および取り出し電極44に接続電極48を形成することにある。
【0031】
本工程では、シリコン基板40の露出された裏面にシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜、PIX、SOG等の保護膜48をCVD法あるいはスピンオンにより形成し、シリコン基板40の裏面全面を覆う。続いて素子形成領域41および取り出し電極44上に選択エッチングによりコンタクト孔を設け、金等の導電性金属をスパッター等で付着した後に所望の形状にエッチングして接続電極49を形成する。接続電極49aは素子形成領域41とオーミック接触しコレクタ電極として働き、接続電極49bはエミッタおよびベース電極として働く。
【0032】
本発明の最終工程は、図10に示す如く、絶縁性樹脂47をダイシングして個別の半導体素子410に分離することにある。
【0033】
本工程では、半導体素子410毎に樹脂層47とシリコン基板40を切断して各々の半導体素子410に分離する。切断にはダイシング装置を用い、点線で示すダイシングライン50に沿って樹脂層47とシリコン基板40とをダイシングブレード51で同時に切断することにより、半導体素子410毎に分割した半導体装置を形成する。ダイシング工程においてはシリコン基板40の裏面側にブルーシート(たとえば、商品名:UVシート、リンテック株式会社製)を貼り付け、前記ダイシングブレードがブルーシートの表面に到達するような切削深さで切断する。
【0034】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、リードフレームを用いた半導体装置よりも更に小型化できるパッケージ構造を提供できる利点を有する。このとき、リード端子が突出しない構造であるので、実装したときの占有面積を低減し、高密度実装を実現できる。
【0035】
また、半導体素子を形成するシリコン基板に直接取り出し電極を形成するので、
従来のようにセラミック基板を用いる必要もなく、且つ半導体素子を他のマウント部材に固着することも不要となり大幅にコストを削減できる。
【0036】
更に、シリコン基板は既存の設備で加工ができ、新たな設備が不要である。シリコン基板も前工程で処理できるので、後工程がなくなり、リードタイムを大幅に短縮できる。
【0037】
更に、ビアホールが不要となるので、スルーホール工程を全面的に排除でき、大幅な工程短縮ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための断面図である。
【図2】本発明を説明するための断面図である。
【図3】本発明を説明するための断面図である。
【図4】本発明を説明するための断面図である。
【図5】本発明を説明するための断面図である。
【図6】本発明を説明するための断面図である。
【図7】本発明を説明するための断面図である。
【図8】本発明を説明するための断面図である。
【図9】本発明を説明するための断面図である。
【図10】本発明を説明するための平面図である。
【図11】従来例を説明するための断面図である。
【図12】従来例を説明するための図である。
【図13】他の従来例を説明するための図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element is formed on a silicon substrate and a semiconductor element is assembled using an extraction electrode provided on the silicon substrate.
[0002]
[Prior art]
In the assembly process of a conventional semiconductor device, a semiconductor chip diced and separated from a wafer is fixed to a lead frame, the semiconductor chip is sealed by a transfer mold using a mold and resin injection, and the lead frame is cut to obtain individual chips. A process of separating each semiconductor device is performed. In the semiconductor device obtained by this method, as shown in FIG. 11, the periphery of the semiconductor chip 1 is covered with the resin layer 2, and the lead terminals 3 for external connection are derived from the side portions of the resin layer 2. It becomes a structure (for example, JP-A No. 05-129473).
[0003]
This structure has limitations in reducing the external dimensions and mounting area due to the projecting of the lead terminals 3 outside the resin layer 2, the problem of the processing accuracy of the lead frame and the accuracy of alignment with the mold. It was visible.
[0004]
In recent years, a wafer scale CSP (chip size package) that can reduce the outer dimensions to a size that is the same as or close to the size of a semiconductor chip has begun to attract attention. Referring to FIG. 12A, the semiconductor wafer 11 is subjected to various pretreatments such as diffusion to form a large number of semiconductor chips 12, and the upper portion of the semiconductor wafer 11 as shown in FIG. As shown in FIG. 12C, the electrode 14 for external connection is led out on the surface of the resin layer 13, and then the semiconductor chip 11 is divided along the dicing line of the semiconductor wafer 11. It is a finished product. The resin layer 13 only covers the front surface (which may cover the back surface) of the semiconductor chip 12, and the silicon substrate is exposed on the side wall of the semiconductor chip 12. The electrode 14 is electrically connected to an integrated circuit network formed under the resin layer 13, and the semiconductor device can be mounted by adhering the electrode 14 to a conductive pattern formed on the mounting substrate. .
[0005]
Such a semiconductor device has the advantage that the mounting occupation area can be greatly reduced because the device package size is equivalent to the chip size of the semiconductor chip, and it is only necessary to adhere to the mounting substrate. Moreover, it has the advantage that the cost associated with the post-process can be greatly reduced. (For example, JP-A-9-64049)
Therefore, chips having a chip size less than 1 mm square are mounted as shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C.
[0006]
In the figure, reference numeral 21 denotes an insulating substrate made of ceramic, glass epoxy, or the like, and one or several of them are stacked so that the plate thickness is 250 to 350 μm and the mechanical strength in the manufacturing process can be maintained, and the long side X The short side has a rectangular shape of about 1.0 mm x 0.8 mm.
[0007]
On the surface of the insulating substrate 21, a conductive pattern is formed by printing a metal paste such as tungsten and gold plating on the metal paste by electrolytic plating, thereby forming island portions 22 and electrode portions 23a and 23b. . A semiconductor chip 25 is fixed on the island portion 22 by a conductive adhesive 24 such as an Ag paste.
[0008]
An aluminum electrode pad 26 is formed on the surface of the semiconductor chip 25, and the electrode pad 26 and the electrode portions 23 a and 23 b are electrically connected by a bonding wire 27. A 1st bond is made on the electrode pad 26 side, and a 2nd bond is made on the electrode portion 23 side. If it is a bipolar transistor, the electrode parts 23a and 23b correspond to the emitter and the base, and if it is a power MOSFET, it corresponds to the source and the gate.
[0009]
On the back side of the insulating substrate 21, a first external connection electrode 28 and second external connection electrodes 29a and 29b are also formed of a gold plating layer. The insulating substrate 21 is formed with circular first via holes 30 and second via holes 31a and 31b penetrating therethrough, and the insides of the via holes 30, 31a and 31b are buried with a conductive material such as tungsten. As a material, it is embedded with a material excellent in electrical conductivity and thermal conductivity. Via the via holes 30, 31a and 31b, the island part 22 and the first external connection electrode 28 are electrically connected, and the electrode parts 23a and 23b and the second external connection electrodes 29a and 29b are electrically connected. The first external connection electrode 28 is, for example, a collector electrode, and the second external connection electrodes 29a, 29b are, for example, a base and an emitter electrode.
[0010]
The upper portion of the insulating substrate 21 is covered with a resin layer 32 that seals the semiconductor chip 25 and the bonding wires 27. The resin layer 32 constitutes the package outer shape together with the insulating substrate 21. 4 side surfaces of the package are formed by the cut surfaces of the resin layer 32 and the insulating substrate 21, the upper surface of the package is formed by the flattened surface of the resin layer 32, and the lower surface of the package is formed by the back surface side of the insulating substrate 21.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are various problems in the mounting structure shown in FIG. First, since an expensive substrate material such as ceramic or glass epoxy is used, and an expensive metal paste such as tungsten is used, it cannot be said to be a low-cost mounting structure. Second, in order to connect the electrodes on both sides and the like, a via hole penetrating the insulating substrate is indispensable, and this processing accuracy is limited to about 0.15 mm, which is an obstacle to further miniaturization. Thirdly, since the inside of the via hole is filled with a metal paste, workability is extremely poor, resulting in high costs. Fourthly, it is divided into a pre-process for forming a semiconductor chip and a post-process for assembling a semiconductor chip using an insulating substrate, and many problems such as a long lead time and a high manufacturing cost have occurred.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the various problems described above, and includes a step of forming a semiconductor element in a predetermined element formation region of a silicon substrate, and a step of being located outside the element formation region of the silicon substrate. Forming a trench groove in a portion to be an extraction electrode; forming an oxide film on at least a side surface and a bottom surface of the trench groove; and removing the oxide film on a bottom surface of the trench groove; and embedding in the trench groove Forming a lead electrode made of a conductive metal, electrically connecting the electrode of the semiconductor element and the lead electrode, coating the surface of the silicon substrate with an insulating resin, and silicon Removing the substrate from the back surface and exposing the back surface of the extraction electrode; and dicing the insulating resin into individual semiconductor elements. Characterized in that is constituted.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0014]
The present invention includes a step of forming a semiconductor element in a predetermined element formation region of a silicon substrate, a step of forming a trench groove in a portion to be a predetermined extraction electrode located outside the element formation region of the silicon substrate, Forming an oxide film on at least a side surface and a bottom surface of the trench groove, and then removing the oxide film on the bottom surface of the trench groove; and forming an extraction electrode made of a conductive metal embedded in the trench groove; Electrically connecting the electrode of the semiconductor element and the extraction electrode; covering the surface of the silicon substrate with an insulating resin; and removing the silicon substrate from the back surface to expose the back surface of the extraction electrode A step of forming a connection electrode in the element formation region exposed on the back surface of the silicon substrate and the extraction electrode, and the insulating property By dicing the fat and a step of separating the individual semiconductor elements.
[0015]
The first step of the present invention is to form a semiconductor element 410 in a predetermined element formation region 41 of the silicon substrate 40 as shown in FIG.
[0016]
In this step, a silicon substrate 40 having a thickness of about 400 μm is prepared, and an annular ring is formed in the element formation region 41 of the silicon substrate 40 so as to surround the base region 411, the emitter region 412 and the base region 411 using a known selective diffusion method. Region 413 is formed. The silicon substrate 40 is formed by stacking an N− type epitaxial layer on an N + type silicon substrate, and forms a P type base region 411, an N + type emitter region 412, and an N + type annular ring region 413. Here, an NPN type planar transistor is taken as an example, but a semiconductor element 410 such as a PNP type planar transistor or MOSFET may be formed.
[0017]
As shown in FIG. 2, the second step of the present invention is to form a trench groove 42 in a portion that will be located outside the element formation region 41 of the silicon substrate 40 and that will become the planned extraction electrode 44.
[0018]
In this step, a portion that is to be the lead-out electrode 44 located outside the element formation region 41 is exposed, the other portion is covered with a photoresist layer, and the surface of the silicon substrate 40 is selectively dry etched to have a thickness of about 100 μm. A trench 42 having a depth is formed. The planned extraction electrode 44 is formed with a trench groove 42 in a square shape with a side of 200 μm so that the bonding wire can be fixed. The semiconductor element 410 is covered and protected by an oxide film (not shown).
[0019]
The third step of the present invention is to remove the oxide film 43 on the bottom surface of the trench groove 42 after forming the oxide film 43 on at least the side surface and the bottom surface of the trench groove 42 as shown in FIGS. .
[0020]
In this step, a thick oxide film 43 having a thickness of about 5000 to 10,000 mm is formed on the entire surface of the silicon substrate 40 by low pressure CVD (FIG. 2). Therefore, the oxide film 43 is formed on the surface of the silicon substrate 41 and the side and bottom surfaces of the trench groove 42. Subsequently, the oxide film 43 is anisotropically dry etched to selectively remove the oxide film 43 on the surface of the silicon substrate 40 and the bottom surface of the trench groove 42 (FIG. 3). As a result, the oxide film 43 remains on the side surface of the trench groove 42.
[0021]
The fourth step of the present invention is to form an extraction electrode 44 made of a conductive metal embedded in the trench groove 42 as shown in FIG.
[0022]
In this step, at least the trench groove 42 is filled by electroplating a conductive metal such as copper or gold. After the conductive metal plating film is formed on the silicon substrate 40 including the trench groove 42, the conductive metal plating film is etched away by photoetching leaving the conductive metal plating film in the trench groove 42.
[0023]
The fifth step of the present invention is to electrically connect the electrode 45 of the semiconductor element 410 and the extraction electrode 44 as shown in FIG.
[0024]
In this step, the electrode pad 45 and the extraction electrode 44 of the semiconductor element 410 are connected to each other by a bonding wire 46 by ball bonding.
[0025]
The aluminum electrode pad 45 is formed on the surface of the semiconductor element 410 in the first step described above, and the electrode pad 45 and the extraction electrode 44 are electrically connected by the bonding wire 46. A 1st bond is made on the electrode pad 45 side, and a 2nd bond is made on the extraction electrode 44 side. If it is a bipolar transistor, the extraction electrode 44 corresponds to an emitter and a base, respectively, and if it is a power MOSFET, it corresponds to a source and a gate.
[0026]
The sixth step of the present invention is to coat the surface of the silicon substrate 40 including the semiconductor element 410 with an insulating resin 47 as shown in FIG.
[0027]
In this step, a predetermined amount of epoxy-based liquid resin is dropped (potted) from a dispenser (not shown) transferred above the silicon substrate 40, and all the semiconductor elements 410 are covered with the common resin layer 47. For example, CV576AN (manufactured by Matsushita Electric Works) was used as the liquid resin. Since the dropped liquid resin has a relatively high viscosity and surface tension, the surface is curved. In order to process the curved surface of the resin layer 47 into a flat surface, a method of pressing a flat molding member to process it into a flat surface before the resin is cured, and the dropped resin layer 47 at a number of 100 to 200 degrees A method of processing a curved surface to a flat surface by grinding the curved surface with, for example, a dicing blade after curing by heat treatment (curing) for a time is considered.
[0028]
The seventh step of the present invention is to remove the silicon substrate 40 from the back surface to expose the back surface of the extraction electrode 44 as shown in FIG.
[0029]
This step is a feature of the present invention, and the silicon substrate 40 is ground from the back surface. Since the silicon substrate 40 has a thickness of about 400 μm, most of the silicon substrate 40 is mechanically ground by back grinding, and the remaining 10 to 20 μm is chemically removed by spin etching to be ground to a thickness of about 100 μm. Since the surface of the silicon substrate 40 is covered with the resin layer 47, the silicon substrate 40 is not broken by the mechanical strength of the resin layer 47. As a result, the back surface of the extraction electrode 44 is exposed to the back surface side of the resin layer 47. At this time, the oxide film 43 functions as an electrical insulating material for the extraction electrode 44.
[0030]
The eighth step of the present invention is to form a connection electrode 48 in the element formation region 41 and the extraction electrode 44 exposed on the back surface of the silicon substrate 40 as shown in FIG.
[0031]
In this step, a protective film 48 such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, PIX, or SOG is formed on the exposed back surface of the silicon substrate 40 by CVD or spin-on to cover the entire back surface of the silicon substrate 40. Subsequently, contact holes are formed on the element formation region 41 and the extraction electrode 44 by selective etching, and a conductive metal such as gold is deposited by sputtering or the like, and then etched into a desired shape to form the connection electrode 49. The connection electrode 49a is in ohmic contact with the element formation region 41 and functions as a collector electrode, and the connection electrode 49b functions as an emitter and a base electrode.
[0032]
The final step of the present invention is to divide the insulating resin 47 into individual semiconductor elements 410 as shown in FIG.
[0033]
In this step, the resin layer 47 and the silicon substrate 40 are cut for each semiconductor element 410 and separated into the respective semiconductor elements 410. A dicing apparatus is used for cutting, and the resin layer 47 and the silicon substrate 40 are simultaneously cut by the dicing blade 51 along the dicing line 50 indicated by a dotted line, thereby forming a semiconductor device divided for each semiconductor element 410. In the dicing process, a blue sheet (for example, a trade name: UV sheet, manufactured by Lintec Corporation) is pasted on the back side of the silicon substrate 40, and cutting is performed with a cutting depth such that the dicing blade reaches the surface of the blue sheet. .
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an advantage that it is possible to provide a package structure that can be further reduced in size as compared with a semiconductor device using a lead frame. At this time, since the lead terminal does not protrude, the occupied area when mounted can be reduced, and high-density mounting can be realized.
[0035]
In addition, since the extraction electrode is formed directly on the silicon substrate on which the semiconductor element is formed,
There is no need to use a ceramic substrate as in the prior art, and it is not necessary to fix the semiconductor element to another mounting member, and the cost can be greatly reduced.
[0036]
Furthermore, the silicon substrate can be processed with existing equipment, and no new equipment is required. Since the silicon substrate can also be processed in the previous process, there is no subsequent process, and the lead time can be greatly shortened.
[0037]
Furthermore, since no via hole is required, the through-hole process can be completely eliminated, and the process can be greatly shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 10 is a plan view for explaining the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.
FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional example.
FIG. 13 is a diagram for explaining another conventional example.

Claims (5)

シリコン基板の予定の素子形成領域に半導体素子を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記素子形成領域の外側に位置し予定の取り出し電極となる部分にトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の少なくとも側面および底面に酸化膜を形成した後、前記トレンチ溝の底面の前記酸化膜を除去する工程と、
前記トレンチ溝に埋め込まれた導電性金属よりなる取り出し電極を形成する工程と、
前記半導体素子の電極と前記取り出し電極とを電気的に接続する工程と、
前記シリコン基板表面を絶縁性樹脂で被覆する工程と、
前記シリコン基板を裏面より除去して前記取り出し電極の裏面を露出する工程と、
前記絶縁性樹脂をダイシングして個別の半導体素子に分離する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a semiconductor element in a predetermined element formation region of the silicon substrate;
Forming a trench groove in a portion to be a predetermined extraction electrode located outside the element formation region of the silicon substrate;
Removing the oxide film on the bottom surface of the trench groove after forming an oxide film on at least the side surface and the bottom surface of the trench groove;
Forming an extraction electrode made of a conductive metal embedded in the trench groove;
Electrically connecting the electrode of the semiconductor element and the extraction electrode;
Coating the silicon substrate surface with an insulating resin;
Removing the silicon substrate from the back surface to expose the back surface of the extraction electrode;
And a step of dicing the insulating resin and separating the resin into individual semiconductor elements.
前記シリコン基板の裏面に露出された前記素子形成領域および前記取り出し電極に接続電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming a connection electrode in the element formation region exposed on the back surface of the silicon substrate and the extraction electrode. 前記導電性金属は金あるいは銅のメッキで形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive metal is formed by plating gold or copper. 前記半導体素子の電極と前記取り出し電極とはボンデイングワイヤーで接続されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode of the semiconductor element and the extraction electrode are connected by a bonding wire. 前記シリコン基板は裏面より研削により除去されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the silicon substrate is removed from the back surface by grinding.
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