CN105336732B - 半导体器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
半导体器件，从下至上包括待加工层、标示层和功能层，所述待加工层最终需通过隐形切割技术在切深位置加工，所述标示层为所述隐形切割的预切割道和实际切割道提供对比位置关系，所述功能层为半导体器件的功能部分。本发明藉由标示层在预定区域的发光，在隐形切割中提供定位标记，从而实现对隐形切割精度提供监控，有利于降低生产异常概率，提高产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体结构及其制备方法，特别适合应用在隐形激光切割的芯片内，同时适用于其他半导体器件。
背景技术
近年来，半导体器件在小尺寸芯片制备中，经常运用隐形激光进行切割，然后再对芯片进行劈裂。该加工切割方式，业内大多是通过沿电脑处理器根据芯片尺寸大小，模拟出相应尺寸的预定切割道，按预定切割道位置移动载片平台而激光位置不变，控制切割精度。因此实际平台移动的精度决定了切割的精度。
隐形切割的激光聚焦在芯片衬底内部的预定切深位置，由于衬底内部无参考标示，现有的技术无法直接对切割精度进行监控，在半导体行业中，随着工艺要求的提高，芯片尺寸越做越小，如果发生隐形切割的精度出现极小的异常，往往会导致批量性的产品报废，从而影响产品良率。
发明内容
为解决以上技术问题，一方面，本发明提供一半导体器件，从下至上包括待加工层、标示层和功能层，所述待加工层最终需通过隐形切割技术在切深位置加工，所述标示层为所述隐形切割的预切割道和实际切割道提供对比位置关系，所述功能层为半导体器件的功能部分。
进一步地，所述待加工层为透明衬底或者半透明衬底。
进一步地，所述标示层包含网格状结构，所述网格状结构在水平面上投影与隐形切割的预切割道重合。
进一步地，所述标示层包含荧光材料。
进一步地，所述荧光材料为红外荧光粉。
进一步地，所述荧光材料受激发后，形成可见光区域，所述可见光区域在切深位置水平面投影的中心线与隐形切割预切割道的中心线距离不超过5μm。
进一步地，所述功能层包括发光二极管外延层或激光二极管外延层或太阳能电池外延层。
另一方面，本发明公开了上述半导体器件的制作方法，其包括以下步骤：
（1）提供一待加工层；
（2）在待加工层上，生长标示层；
（3）在标示层上生长功能层；
所述待加工层为最终需通过隐形切割加工的透明或者半透明衬底，所述标示层为所述隐形切割的预切割道和实际切割道提供参考位置关系。
进一步地，所述标示层包含网格状结构，所述网格状结构在水平面上投影与隐形切割的预切割道重合。
进一步地，所述网格状结构具备发光的功能。
进一步地，所述网格状结构的材料为红外荧光材料。
本发明的有益效果至少解决了背景技术中的问题，藉由标示层在预定区域的发光，在隐形切割中提供定位标记，从而实现对隐形切割精度提供监控，有利于降低生产异常概率，提高产品良率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1是实施例1标示层中网格状结构的剖面示意图。
图2是实施例1标示层中网格状结构的俯视示意图。
图3是实施例1芯片结构的剖面示意图。
图4是实施例1芯片在红外光照射下的剖面示意图。
图5是实施例1芯片在红外光照射下的切深处俯视剖面示意图。
图6到图8是实施例1实施精度监控的过程示意图。
图9是实施例2平边衬底上标示层中网格状结构的俯视示意图。
图10是实施例3芯片结构的剖面示意图。
图中标示：1、衬底；11、实际切割道；111、中心线；12、平边；2、网格状结构；21、荧光粉；211、可见光区域；2111、中心线；22、网格状槽；3、激光设备；31、低功率红外光发射器；311、红外光；32、预切割道；321、中心线；33、显微镜；34、平台；4、标示层；41、缓冲层；5、功能层；6、白膜。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实施例1
如图1和图2所示，提供一透明衬底1，该透明衬底1后续将通过隐形切割技术加工，在透明衬底1上通过光罩工艺形成一层网格状结构2，网格状结构2为荧光材料，优选为红外荧光粉21，网格状结构2在水平面投影与隐形切割的预切割道32重合，其中预切割道32为根据芯粒尺寸通过电脑模拟形成。
如图3所示，通过沉积缓冲材料覆盖网格状结构2，形成标示层4。在标示层4上生长功能层5，该功能层5包括：发光二极管外延层和电极。最终本实施例制作出来的半导体器件为发光二极管芯片。
如图4和图5所示，红外荧光粉21在低功率红外光311照射下可形成可见光区域211。可见光区域211在切深h位置水平面投影的中心线2111与隐形切割预切割道32的中心线321的距离d1不超过5μm，本实施例优选为不大于1μm。
如图6所示，在生产中具体监控步骤为：
1、将具有本实施例芯片的晶圆用白膜6固定后，置于激光设备3的平台34上。
2、隐形激光设备3开启激光，按预切割道32在预定切深h位置按芯粒尺寸步进，切割3道。
3、关闭激光，利用激光设备3的低功率红外光发射器31形成的红外光311，激发荧光粉21而产生的可见光区域211。
4、通过平台34移动，将隐形激光设备3的显微镜33对准已切割的实际切割道11位置，调整焦距透过衬底1进行观察。参看图7和图8，如果可见光区域211在切深h位置水平面投影的中心线2111与实际切割道11的中心线111距离d2不大于1μm，结合上文，可见光区域211在切深h位置水平面投影的中心线2111与隐形切割预切割道32的中心线321的距离d1优选的大于1μm，通过可见光区域211在切深h位置水平面投影的中心线2111传递位置关系，则可知实际切割道11的中心线111与预切割道32的中心线321的距离不大于2μm，判定平台34移动精度正常，继续切割，反之则判定平台34移动精度异常，需进行维修和调试。
同时，在芯片切割工艺中，任意时刻均可实施上述监控步骤，降低生产异常概率，杜绝由于无法监控隐形切割精度导致成批产品异常的情况。
实施例2
对比图2和图9，本实施例与实施例1的区别在于，提供一设有平边12的透明衬底1，利用平边12定位，更有利于为光罩工艺定位，从而制作出在水平面投影与预切割道32重合的网格状结构2。
实施例3
对比图3和图10，本实施例在衬底1上利用光罩工艺蚀刻出水平面投影与隐形切割的电脑模拟的预切割道32重合的网格状槽22，在网格状槽22内填充荧光材料，生长缓冲材料覆盖荧光材料和衬底1，形成缓冲层41，在缓冲层41上生长功能层5，功能层5包括：发光二极管外延层和电极。最终本实施例制作出来的半导体器件为发光二极管芯片。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于，功能层5包括：激光二极管外延层，制作出来的半导体器件为激光二极管芯片。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于，功能层5包括：太阳能电池外延层，制作出来的半导体器件为太阳能电池芯片。
应当理解的是，上述具体实施方案仅为本发明的部分优选实施例，以上实施例还可以进行各种组合、变形。本发明的范围不限于以上实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.半导体器件，从下至上包括待加工层、标示层和功能层，所述待加工层最终需通过隐形切割技术在切深位置加工，所述标示层为所述隐形切割的预切割道和实际切割道提供对比位置关系，所述功能层为半导体器件的功能部分。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：所述待加工层为透明衬底或者半透明衬底。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：所述标示层包含网格状结构，所述网格状结构在水平面上投影与隐形切割的预切割道重合。
4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于：所述标示层包含荧光材料。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于：所述荧光材料为红外荧光粉。
6.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于：所述荧光材料受激发后，形成可见光区域，所述可见光区域在切深位置水平面投影的中心线与隐形切割预切割道的中心线距离不超过5μm。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：所述功能层包括发光二极管外延层或激光二极管外延层或太阳能电池外延层。
8.半导体器件的制备方法，其包括以下步骤：
（1）提供一待加工层；
（2）在所述待加工层上生长标示层；
（3）在所述标示层上生长功能层；
所述待加工层为最终需通过隐形切割加工的透明或者半透明衬底，所述标示层为所述隐形切割的预切割道和实际切割道提供参考位置关系。
9.根据权利要求8所述的半导体器件的制备方法，其特征在于：所述标示层包含网格状结构，所述网格状结构在水平面上投影与隐形切割的预切割道重合。
10.根据权利要求9所述的半导体器件的制备方法，其特征在于：所述网格状结构具备发出可见光的功能。
11.根据权利要求9所述的半导体器件的制备方法，其特征在于：所述网格状结构的材料为红外荧光材料。
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