CN111009463B - 一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层,芯片正面各个管芯之间存在划片道;S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;S3:测量SiC芯片和划片膜的总厚度;S4:在SiC芯片与正面划片道位置对应的背面金属层上,制作一个贯穿整个表面金属层的缺口,使得复合金属层整齐断开;S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开。本发明利用砂轮刀片、激光烧蚀、金属腐蚀液的方法预先去除SiC芯片正面划片道对应的背面金属层,使利用激光划片后的SiC芯片可以整齐分离,背面金属不会发生撕扯,降低SiC芯片的损伤,避免因金属撕扯导致性能损失。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件领域,特别是涉及一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法。
背景技术
SiC是一种具有出色的物理、化学和电性能特性的第三代新型宽禁带半导体材料,在功率半导体器件领域,特别是大功率、高电压条件下,具有很好的应用前景。SiC肖特基势垒二极管(SBD)和SiC MOSFET都已经成功商业化。
由于SiC硬度很高,传统应用在硅器件领域的砂轮刀片划片直接应用到SiC芯片的划片上后会有很多缺陷,如划片效率低、划片质量差等。许多新的SiC划片技术不断涌现,其中激光划片(脉冲激光在SiC内部形成一系列的爆破点,再通过裂片将芯片裂开)展现出了很大的优势,其划片效率和划片质量都远远高于砂轮划片,得到了较广泛的利用。但是激光划片也有其不利的一面,主要表现在经过激光划片后的芯片背面金属边缘会出现不规则的撕裂,严重影响封装,甚至影响芯片的质量。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,通过预先去除SiC芯片正面划片道对应的背面金属,使利用激光划片后的SiC芯片可以整齐裂开。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层,芯片正面各个管芯之间存在划片道;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:在SiC芯片与正面划片道位置对应的背面金属层上,制作一个贯穿整个复合金属层的缺口,使得复合金属层整齐断开;
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开。
本技术方案中,优选地,一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层,芯片正面各个管芯之间存在划片道;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:用砂轮刀片沿芯片正面划片道对应位置的背面金属层划过,将背面金属层切开,形成切口;
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开。
优选地,切口为“V”形,切口的深度不小于SiC芯片背面金属层的厚度,切口的宽度小于正面划片道的宽度。
优选地,步骤S2中,SiC芯片背面金属层的厚度为1~5μm,正面划片道的宽度为10~150μm,切口的宽度为1~5μm,切口的深度为5~10μm。
优选地,步骤S4中,砂轮刀片的切割速度为1~5mm/s,切割次数为1~3次。
本技术方案中,优选地,一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层,芯片正面各个管芯之间存在划片道;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:根据测得的厚度用激光对SiC芯片进行聚焦,找到激光的焦点。之后用脉冲激光对准芯片划片道位置对应的背面复合金属层,沿划片道方向匀速扫描,脉冲激光在复合金属层上烧蚀出一个缺口;
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开。
优选地,切口为“V”形,切口的深度不小于SiC芯片背面金属层的厚度,切口的宽度小于正面划片道的宽度。
优选地,步骤S2中,SiC芯片背面金属层的厚度为1~5μm,正面划片道的宽度为10~150μm,切口的宽度为1~5μm,切口的深度为5~10μm。
优选地,步骤S4中,激光脉冲频率为50~100KHz,扫描速度为100~400mm/s,功率为1~2W,扫描次数为1~3次。
本技术方案中,优选地,一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层,芯片正面各个管芯之间存在划片道;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:在SiC芯片的背面用光刻胶遮挡,留下划片道对应位置处不做遮挡,用金属腐蚀液将划片道对应位置的背面金属层腐蚀掉形成沟槽,去除背面遮挡用的光刻胶;
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开。
优选地,沟槽的深度等于SiC芯片背面金属层的厚度,沟槽的宽度小于正面划片道的宽度。
优选地,步骤S2中,SiC芯片背面金属层的厚度为1~5μm,正面划片道的宽度为10~150μm,沟槽的宽度为1~5μm,沟槽的深度为1~5μm。
有益效果
本发明利用砂轮刀片、激光烧蚀、金属腐蚀液的方法预先去除SiC芯片正面划片道对应的背面金属层,使利用激光划片后的SiC芯片可以整齐分离,其背面金属不会发生撕扯,降低SiC芯片的损伤,避免因金属撕扯导致的性能损失。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具体实施方式中在SiC外延片上制备成的SiC芯片的结构示意图。
图2是本发明的具体实施方式中用砂轮刀片在SiC芯片背面复合金属层上切出“V”形切口的示意图。
图3是本发明的具体实施方式中用脉冲激光在SiC芯片背面复合金属层上烧蚀出“V”形切口的示意图。
图4是本发明的具体实施方式中用金属腐蚀液在SiC芯片背面复合金属层上腐蚀出沟槽的示意图。
图5是本发明的具体实施方式中用激光划片和裂片分离SiC芯片的示意图。
附图中:
1、复合金属层 2、管芯 3、划片道
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:SiC芯片的结构如附图1所示,在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层1,芯片正面各个管芯2之间存在划片道3,SiC芯片正面相邻管芯2之间由划片道3隔开;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:用测厚仪测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:在砂轮划片机上将砂轮刀片定位在芯片划片道位置对应背面复合金属层1的上方,用砂轮刀片沿SiC芯片正面划片道3位置对应的复合金属层1沿划片道3方向匀速划过,将复合金属层1切开,形成缺口;
S5:对砂轮切过的芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开,激光划片的具体流程可参见发明专利CN201611214695.9,“一种双脉冲频率激光分离复合SiC的方法。”具体步骤为首先使用第一脉冲频率激光扫描SiC外延片正面内部靠进表面处,形成第一个V槽;然后使用第二脉冲频率激光扫描SiC外延片内部若干深度,形成V槽;最后对扫描后的复合SiC圆片进行裂片,形成复合SiC芯片。
本实施例中,切口为“V”形,切口的深度不小于SiC芯片背面金属层的厚度,切口的宽度小于正面划片道的宽度。
步骤S2中,SiC芯片背面金属层的厚度为5μm,正面划片道的宽度为150μm。
步骤S4中,砂轮刀片的切割深度为10μm,可以确保将复合金属层完全切断,确保金属分离,砂轮刀片的切割速度为5mm/s,切割次数为3次,最后被切割成的“V”形切口的宽度为5μm,“V”形切口的宽度取决于砂轮刀片的角度和复合金属层的厚度,以确保分离后的管芯边缘金属的完整度,具体效果如附图2所示。
实施例2:
一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:SiC芯片的结构如附图1所示,在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层1,芯片正面各个管芯2之间存在划片道3,SiC芯片正面相邻管芯2之间由划片道3隔开;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:用测厚仪测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:根据测得的厚度用激光对SiC芯片进行聚焦,找到激光的焦点,用脉冲激光对准芯片划片道3位置对应的背面复合金属层1,沿划片道3方向匀速扫描,脉冲激光在复合金属层1上烧蚀出一个“V”形的切口,如附图3所示;
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开,激光划片的具体流程可参见发明专利CN201611214695.9,“一种双脉冲频率激光分离复合SiC的方法。”具体步骤为首先使用第一脉冲频率激光扫描SiC外延片正面内部靠进表面处,形成第一个V槽;然后使用第二脉冲频率激光扫描SiC外延片内部若干深度,形成V槽;最后对扫描后的复合SiC圆片进行裂片,形成复合SiC芯片。
步骤S2中,SiC芯片背面金属层的厚度为1μm,正面划片道的宽度为10μm。
步骤S4中,激光脉冲频率为50KHz,扫描速度为100mm/s,功率为1W,扫描次数为1次,“V”形切口的深度为5μm,可以确保将复合金属层完全切断,确保金属分离。“V”形切口的宽度取决于复合金属层的厚度,为1μm,以确保分离后的管芯边缘金属的完整度。
实施例3:
一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,包括以下的步骤:
S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层1,芯片正面各个管芯2之间存在划片道3,SiC芯片正面相邻管芯2之间由划片道3隔开,SiC芯片的结构如附图1所示;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:用测厚仪测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:在SiC芯片的背面用光刻胶遮挡,留下划片道对应位置不做遮挡,用金属腐蚀液将划片道对应位置的背面金属层腐蚀去掉形成沟槽,去除背面遮挡用的光刻胶,如附图4所示,其中金属腐蚀液为硫酸、盐酸或硝酸等,本实施例中,金属腐蚀液为硫酸。
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开,激光划片的具体流程可参见发明专利CN201611214695.9,“一种双脉冲频率激光分离复合SiC的方法。”具体步骤为首先使用第一脉冲频率激光扫描SiC外延片正面内部靠进表面处,形成第一个V槽;然后使用第二脉冲频率激光扫描SiC外延片内部若干深度,形成V槽;最后对扫描后的复合SiC圆片进行裂片,形成复合SiC芯片,如附图5所示。
步骤S2中,SiC芯片背面金属层的厚度为3μm,正面划片道的宽度为80μm。
步骤S4中,腐蚀速度取决于腐蚀液和复合金属,沟槽深度为3μm,可以确保将复合金属层完全切断,确保金属分离。沟槽的宽度取决于复合金属层的厚度,一般为3μm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:包括以下的步骤:
S1:在SiC外延片上完成SiC芯片的制备,SiC芯片的背面金属层为复合金属层,芯片正面各个管芯之间存在划片道;
S2:将SiC芯片贴到划片膜上,芯片正面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧置于划片框上;
S3:测量SiC芯片和划片膜的总厚度;
S4:在SiC芯片与正面划片道位置对应的背面金属层上,制作一个贯穿整个复合金属层的缺口,使得复合金属层整齐断开;
所述缺口的形成方式为在SiC芯片的背面用光刻胶遮挡,留下划片道对应位置处不做遮挡,用金属腐蚀液将划片道对应位置的背面金属层腐蚀掉形成沟槽,去除背面遮挡用的光刻胶;
S5:对芯片进行激光划片和裂片,将芯片分开。
2.根据权利要求1所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述步骤S4中,所述缺口的另一种形式方式为用砂轮刀片沿芯片正面划片道对应位置的背面金属层划过,将背面金属层切开,形成切口。
3.根据权利要求1所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述步骤S4中,所述缺口的另一种形式方式为用激光对SiC芯片进行聚焦,找到激光的焦点,用激光沿芯片正面划片道对应位置的背面金属层进行扫描,将复合金属层烧蚀出切口。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述切口为“V”形,所述切口的深度不小于SiC芯片背面金属层的厚度,所述切口的宽度小于正面划片道的宽度。
5.根据权利要求4所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述SiC芯片背面金属层的厚度为1~5μm,正面划片道的宽度为10~150μm,所述切口的宽度为1~5μm,所述切口的深度为5~10μm。
6.根据权利要求1所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述沟槽的深度等于SiC芯片背面金属层的厚度,所述沟槽的宽度小于正面划片道的宽度。
7.根据权利要求6所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述SiC芯片背面金属层的厚度为1~5μm,正面划片道的宽度为10~150μm,所述沟槽的宽度为1~5μm,所述沟槽的深度为1~5μm。
8.根据权利要求2所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述步骤S4中,砂轮刀片的切割速度为1~5mm/s,切割次数为1~3次。
9.根据权利要求3所述的使SiC芯片激光划片后背面金属整齐分离的方法,其特征在于:所述步骤S4中,激光脉冲频率为50~100KHz,扫描速度为100~400mm/s,功率为1~2W,扫描次数为1~3次。
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GR01 | Patent grant | ||
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