[其他]半導體元件制造工藝

無效

• 申請號: 88100817
• 申請日: 1988-02-11
• 公開（公告）號: CN88100817A
• 公開（公告）日: 1988-11-30
• 發明（設計）人: 吉利·德勞希;奧托·庫恩
• 申請（專利權）人: BBC勃朗·勃威力有限公司
• 主分類號: H01L21/302
• 分類號: H01L21/302;B24B3/24
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬,程天正

本發明涉及半導體元件的制造，尤其涉及大功率半導體元件的制造工藝，這種工藝利用機械從一塊晶片上至少切下一個面積較小的半導體元件襯底。

無論是用于集成電路還是用于大功率半導體，制造半導體元件的原材料都是晶片。這種晶片是一種很薄的單晶體薄片，一般比如說可以通過切割從熔液中拉出的單晶體來獲得。生產實踐中的晶片材料主要是硅。

晶片經過一系列適當的熱加工工藝，產生出結的結構，這種結可賦予所要制造的元件以所需要的電性能。

以前在制造集成電路時主要使用的一個重要的生產步驟是晶片的切割，在同一晶片上切出許多結構相同的襯底，然后裝入相應的元件中，這一過程是在預先劃定的線上通過化學的和/或機械的方法實現的。

使用這種所謂的切割技術可以實現材料和時間的最佳利用。

直到現在，制造大功率半導體元件并未使用這種切割技術，因為以前所提供的晶片面積并不比所要制造的元件面積大多少。出于此種原因，購進的晶片規格一般相當于制成的元件規格。在制造過程結束時需對切片的邊沿進行處理，處理后即為元件的最終尺寸。

最近商業中出售的晶片規格可以使用切割技術。

以前介紹過的切割晶片方法是多種多樣的。

最通用的一種方法是，使用適當的工具（比如用金剛石針）將晶片按元件的規格刻劃成柵格形狀，然后施加機械應力，使之沿刻劃的線痕一一裂開。

這種方法的缺點是，由于所加機械應力的作用方式，晶片僅限于直線斷裂。

在US-PS3，694，972號美國專利中介紹了一種噴沙法，使用這種方法，從晶片上原則上可以切下事先規定的任意形狀。這項發明的核心是一個具有特定形狀的掩模，掩模覆蓋住整個晶片，掩模上有合適的線路模型，其形狀可以使晶片在經掩模噴入的沙流作用下被切割成所要的小塊。

眾所周知，由于噴沙設備需要經常維護，又由于尤其在制造大功率半導體元件時所用的晶片厚度規格一般為1000微米，而切割這種厚度的晶片所用的時間幾乎達到了可以容忍的極限，因而在制造大功率半導體元件方面必須尋找新的解決方法。

另一方面是半導體元件邊沿晶體結構的質量，這個方面在集成電路的生產中意義不大，而在制造大功率半導體元件時卻必須加以足夠的注意。本發明所找到的方法則對這個方面給予了相應的考慮。

由此可知，本發明的任務是，創造一種從晶片上以機械方式切割半導體元件襯底的方法，這種方法既要使用器械少，又要對元件襯底邊沿的晶體結構保護作用，時間消耗上也要經濟合算。

按照前面所述方法解決這一任務的方式是，元件襯底呈圓形，用空心鉆從晶片上切割下來。

使用符合本發明的方法可以從尤其是較厚的晶片（規格為1000微米）上簡單、快速并在保護晶體結構的情況下切下襯底。

本發明優選出的結構實例之一是使用一只空心鉆，鉆頭的內側呈現斜面，這樣在鉆切元件的同時，可將反向電壓較高的元件邊沿切成必要的斜面。

下面將借助附圖利用結構實例詳細說明本發明。這些圖是：

圖1.將要從上面切下各種不同規格的元件襯底的晶片主面。

圖2.邊沿需要切掉的元件襯底的主面。

圖3.空心鉆在從晶片上切下元件襯底時的剖面圖。

圖4.鉆頭內側為斜面的空心鉆在從晶片上切下元件襯底時的剖面圖。

第一結構實例（圖1）是本發明的方法在制造大功率半導體時使用切割技術的選優結構。

所用原材料最好是經擴散制成的圓形晶片1，其直徑通常為若干厘米，厚度一般為1000微米。如圖1所示，將從晶片1上切下圓形的元件襯底2，元件襯底需分別具有所制元件的結的結構。

這里最好按下述步驟實施（圖3）：

第一步，先將晶片1固定在一個平坦的墊板5上，第二步，用一空心鉆4從晶片1上切下所需要的原件襯底2。

在實際生產中，晶片1比如可用快干膠6粘合在作為墊板的玻璃板上。利用這種專用裝置鉆切時，實踐證明，所用的空心鉆4的鉆頭帶金屬粘合的金剛石層，粒度為25微米，密度為100（4.4克拉/立方厘米）最為適宜。此外，按照上述的鉆頭參數，空心鉆4按箭頭所示的進給方向速度為1-2毫米/分鐘較為適宜，因為鉆頭7的切線速度為7米/秒。

在打鉆過程中，鉆頭7用冷卻劑10從外面和里面同時進行冷卻。里面的冷卻劑輸入可以經過冷卻劑輸入通道9進行。

在上述布置中，空心鉆4所用的冷卻劑10是摻有防銹添加劑的水，這樣可以防止鉆頭9的金屬粘結的金剛石生銹。