具体实施方式

以下，参照附图且对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，有时对同一或类似的构件标注同一符号。另外，对于一度说明的构件等有时适当省略其说明。

本说明书中，为了表示部件等的位置关系，将附图的上方记述为“上”，将附图的下方记述为“下”。本说明书中，“上”、“下”的概念未必是表示与重力的方向的关系的术语。

(第1实施方式)

本实施方式的半导体装置具备：具有基板底面和基板上表面且在基板底面具有凹部的半导体基板、设置于凹部之上的半导体元件以及设置于凹部内的第1电极，凹部具有凹部侧面和凹部上表面，凹部侧面与凹部上表面所成的角为90度以上，第1电极的膜厚为凹部的深度的1/2以上。

图1是本实施方式的半导体装置100的示意截面图。

图1(a)是本实施方式的半导体装置100的示意俯视图。图1(b)是本实施方式的半导体装置100的示意截面图。图1(c)是本实施方式的半导体装置100的示意仰视图。

使用图1，对本实施方式的半导体装置100进行说明。

半导体装置100具备半导体基板20、半导体元件90和第1电极40。

半导体基板20例如为Si(硅)基板。但是，半导体基板20也可以是SiC(碳化硅)基板、氮化物半导体基板其他的半导体基板。

半导体基板20具有基板底面22和基板上表面24。另外，半导体基板20具有设置于基板底面22的凹部30。其中，凹部30具有凹部侧面32和凹部上表面34。

需要说明的是，基板上表面24侧的半导体装置100的面被称为器件面或元件面。

如图1(c)中所示的那样，例如凹部30被设置于基板底面22的中央附近，但并不限定于此。另外，基板底面22被设置于凹部30的周围。

例如为了半导体装置100的制造容易性，凹部上表面34优选与基板上表面24平行。但是，凹部上表面34也可以不与基板上表面24平行。

凹部侧面32与凹部上表面34所成的角θ优选为90度以上。

半导体元件90的至少一部分被设置于凹部30之上。另外，半导体元件90的一部分被设置于元件区域19内。本实施方式的半导体元件90例如为n型的立式MOSFET。源极电极10介由元件区域19而设置于基板上表面24上。若换而言之，则源极电极10被设置于元件区域19之上。在半导体元件90为MOSFET的情况下，源极电极10作为所述半导体元件90的源极电极而发挥功能。

第1电极40被设置于凹部30内。在半导体元件90为MOSFET的情况下，第1电极40例如作为所述半导体元件90的漏极电极而发挥功能。

需要说明的是，本实施方式的半导体元件90也可以为p型的MOSFET、Si-IGBT、Si-FRD(Fast RecoVery Diode，快速恢复二极管)、使用了SiC(碳化硅)的SiC-IGBT、SiC-MOSFET或SiC-SBD(Schottky Barrier Diode，肖特基势垒二极管)、或使用了III-V族半导体中V族元素为氮的氮化物半导体的GaN-MOSFET等。例如作为MOSFET，也可以为平面型的MOSFET或沟槽型的MOSFET。例如作为MOSFET，也可以为卧式的MOSFET。另外，半导体元件90也可以不为所谓的功率半导体元件。

第1电极40及源极电极10例如由Cu(铜)、Ag(银)、Au(金)或Al(铝)等形成，包含Cu、Ag、Au或Al。需要说明的是，第1电极40及源极电极10也可以包含Pt(铂)、Pd(钯)、Sn(锡)或Ni(镍)等其他的金属。

第1电极40的膜厚t₂优选比设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚t₁厚(图1(b))。另外，设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚t₁优选为100μm以下(图1(b))。需要说明的是，设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚t₁也可以比100μm厚。另外，未设置凹部30的部分的基板底面22的长度L₂优选为基板上表面24的长度L₁的1/4以下(图1(b))。进而，未设置凹部30的部分的基板底面22的长度L₂优选为基板上表面24的长度L₁的1/10以下。进而，第1电极40的膜厚t₂优选为凹部30的深度t₃-t₁的1/2以上。需要说明的是，t₃为半导体基板20的基板厚。

图2是表示本实施方式的半导体装置100的制造方法中的制造中途的半导体装置100的示意截面图。

首先，在半导体基板20上形成具有半导体元件90的一部分的元件区域19。接着，在元件区域19之上分别形成作为源极电极10的源极电极10a、10b、10c及10d(图2(a))。

接着，将形成有源极电极10a、10b、10c及10d的面使用粘接剂200固定于玻璃基板等支撑基板210之上(图2(b))。

接着，使用背面磨削等将半导体基板20薄膜化(图2(c))。

接着，通过光致抗蚀剂的涂布、曝光及显影、半导体基板20的蚀刻及光致抗蚀剂的除去，在半导体基板20上形成作为凹部30的凹部30a、凹部30b、凹部30c及凹部30d。接着，通过溅射或镀覆及CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨)等，在凹部30a、凹部30b、凹部30c及凹部30d内形成作为第1电极40的第1电极40a、第1电极40b、第1电极40c及第1电极40d(图2(d))。需要说明的是，本实施方式中的镀覆也可以是电解镀覆，也可以是非电解镀覆。

接着，将半导体基板20从支撑基板210上剥离，粘贴于切割胶带220之上而固定(图2(e))。

接着，例如通过刀片切割进行单片化，获得作为半导体装置100的半导体装置100a、半导体装置100b、半导体装置100c及半导体装置100d(图2(f))。

需要说明的是，在图2中，设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚按照比第1电极40的膜厚厚的方式图示。但是，如上所述，第1电极40的膜厚比设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚厚。

接着，记载本实施方式的半导体装置100的作用效果。

图3是成为本实施方式的比较方式的半导体装置800的示意截面图。在半导体装置800中，未设置凹部30。而且，遍及基板底面22的整面而设置有第1电极40。

在如半导体装置800那样遍及基板底面22的整面而设置有第1电极40的情况下，在通过刀片切割而进行单片化时，难以产生第1电极40的切断中的刀片的自动磨锐。因此，在半导体装置800中产生裂纹(龟裂)或崩刃(微小的缺口)，存在机械强度和可靠性降低的问题。

另外，在利用激光的切割的情况下，在半导体装置800的侧面，通过蒸镀而附着半导体基板20中所含的半导体材料、第1电极40中所含的金属材料。因此，存在半导体装置800的机械强度和可靠性降低的问题。

进而，在遍及基板底面22的整面而设置第1电极40的情况下，因半导体基板20与第1电极40的热膨胀系数之差而产生较大翘曲，存在操作变得困难的问题。

本实施方式的半导体装置100具备：具有基板底面和基板上表面且在基板底面具有凹部的半导体基板、设置于凹部之上的半导体元件以及设置于凹部内的第1电极，凹部具有凹部侧面和凹部上表面，凹部侧面与凹部上表面所成的角为90度以上，第1电极的膜厚为凹部的深度的1/2以上。

在基板底面22设置有凹部30，在凹部30内设置有第1电极40。因此，在刀片切割时，也可以不将第1电极40通过刀片而切断。因此，能够抑制裂纹的产生和崩刃的产生。因而，变得能够提供可靠性高的半导体装置。

另外，凹部侧面32与凹部上表面34所成的角为90度以上。若凹部侧面32与凹部上表面34所成的角低于90度，则在凹部侧面32与凹部上表面34的交线及其周边变得容易受到应力，机械强度和可靠性降低。通过凹部侧面32与凹部上表面34所成的角为90度以上，半导体基板20从应力被释放。因而，变得能够提供可靠性高的半导体装置。

第1电极40的膜厚t₂优选比设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚t₁厚。这是由于，通过增厚第1电极40的膜厚t₂，提高半导体装置100的机械强度。

设置有凹部30的部分的半导体基板20的基板厚t₁优选为100μm以下。在这样的情况下，特别优选应用本实施方式的半导体装置100。

未设置凹部30的部分的基板底面22的长度L₂优选为基板上表面24的长度L₁的1/4以下。这是由于，尽可能增大设置第1电极40的部分而减小半导体元件90的电阻。

第1电极40的膜厚t₂优选为凹部30的深度t₃-t₁的1/2以上。这是由于，尽可能增厚第1电极40的膜厚而提高半导体装置的机械强度。

根据本实施方式的半导体装置100，变得能够提供可靠性高的半导体装置。

(第2实施方式)

在本实施方式的半导体装置120中，第1电极40遍及凹部上表面34、凹部侧面32及基板底面22而设置这一点，第1及第2实施方式的半导体装置不同。这里，省略第1及第2实施方式的半导体装置重复的内容的记载。

图4是本实施方式的半导体装置120的示意截面图。

也可以设置与基板底面22相接的第1电极40的部分42。但是，与基板底面22相接的第1电极40的部分42的膜厚t₄优选不厚。具体而言，第1电极40的膜厚t₂优选比与基板底面22相接的第1电极40的部分的膜厚t₄的2倍大。这是由于，若与基板底面22相接的第1电极40的部分42的膜厚t₄过厚，则在将与基板底面22相接的第1电极40的部分切断时，如上所述，有可能变得难以产生刀片的自动磨锐，可靠性降低。

第1电极的底面45例如优选相对于基板上表面24及基板底面22平行，但并不特别限定于此。

通过本实施方式的半导体装置120，也能够提供可靠性高的半导体装置。

(第3实施方式)

在本实施方式的半导体装置130及半导体装置140中，第1电极40具有含有第1元素的第1层44、和设置于第1层之上且含有与第1元素不同的第2元素的第2层46这一点，第1至第3实施方式的半导体装置不同。另外，第1电极40在与凹部侧面32及凹部上表面34相接的部分具有阻挡金属这一点，第1至第3实施方式的半导体装置不同。其中，省略第1至第3实施方式的半导体装置重复的内容的记载。

图5是本实施方式的半导体装置130及半导体装置140的示意截面图。图5(a)是本实施方式的半导体装置130的示意截面图，图5(b)是本实施方式的半导体装置140的示意截面图。

第1元素及第2元素没有特别限定，可以从Cu、Ag、Au、Al、Pt、Pd、Sn或Ni等元素中选择。

作为阻挡金属48，优选使用Ti(钛)或TiNi，但并不限定于此。

在图5(a)的半导体装置130中，第2层46的膜厚大致恒定。另一方面，在图5(b)的半导体装置140中，第1层44与第2层46的边界与基板上表面24或基板底面22平行。任一者均可以优选使用。

通过本实施方式的半导体装置130，也能够提供可靠性高的半导体装置。

(第4实施方式)

在本实施方式的半导体装置150中，第1电极40进一步具有设置于第1层与上述第2层之间且含有Ti(钛)或Ta(钽)的第3层49这一点，第1至第4实施方式的半导体装置不同。这里，省略第1至第4实施方式的半导体装置重复的内容的记载。

图6是本实施方式的半导体装置150的示意截面图。

第3层49为防止扩散层。由此，能够抑制第1层44中所含的第1元素与第2层46中所含的第2元素相互扩散，因此变得能够提供可靠性更高的半导体装置。需要说明的是，作为第3层49，也可以优选使用SnAg合金或CuSn合金等。

通过本实施方式的半导体装置150，也能够提供可靠性高的半导体装置。

对本发明的几个实施方式及实施例进行了说明，但这些实施方式及实施例是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围和主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其同等的范围内。