CN113066721A - 一种车用晶片的制造方法 - Google Patents
一种车用晶片的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113066721A CN113066721A CN202110291955.7A CN202110291955A CN113066721A CN 113066721 A CN113066721 A CN 113066721A CN 202110291955 A CN202110291955 A CN 202110291955A CN 113066721 A CN113066721 A CN 113066721A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- wafer
- laser
- pole
- vertical groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims abstract description 7
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229940095676 wafer product Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
- H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Weting (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
本发明提供了一种车用晶片的制造方法，包括如下步骤：S1：将半导体芯片表面清洗干净，备用；S2：将半导体芯片进行磷硼扩散，形成PN结的半导体芯片；S3：利用S2所得的半导体芯片P极表面朝上放在激光切割机载片台上，利用激光对半导体芯片进行垂直切割，形成垂直沟槽；S4:然后在P极表面和垂直沟槽表面覆盖光阻；S5：对晶片进行显影，留出将要进行蚀刻的缺口；S6：对晶片进行深度蚀刻。本发明采用非等向性与等向性复合挖沟操作，可以有效改善传统二极管终端区晶粒反偏下电场过度集中现象。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种车用晶片的制造方法。
背景技术
传统二极管晶粒使用等向性蚀刻方式进行终端结构制作，终端沟槽呈现半圆形。挖沟用蚀刻液通常为硝酸、氢氟酸与其他化学品的组合。利用硝酸与沟槽表面硅形成SiO2并由氢氟酸将其带走的方式形成等向性半圆形沟槽。挖沟深度受环境温度、化学品反应速度、化学品有效浓度等因素影响较大，容易产生较大误差。沟槽深度从晶粒表面算起必须通过PN结界面位置，且较深。沟槽侧壁包覆绝缘性高的介电层才能对PN结及晶粒反偏下的空乏层有保护作用。由于等向性蚀刻的挖沟深度的两倍约为化学品侧吃宽度，加上原定义沟宽，若需求深沟则消耗较大面积。因此，小尺寸晶粒有效面积受损，不利于电流通行，对于晶粒尺寸缩减有负面影响。
此外，因等向性蚀刻的半圆形沟槽造成晶粒反偏下导致P极与N极的体积比率和晶粒中心的P极与N极体积比率不同，终端区附近的N极区域明显较大，造成空乏区弯曲及PN结处的电场过度集中现象，二极管提前崩溃。
传统的挖沟要造成正角结构需要使用N on P结构的晶片，US4740477采用EPI作为原料会使得成本大幅提高。而以P type型晶片作为原料则因为IIIA族元素主要通过电洞导电从而导致阻抗较大。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种车用晶片的制造方法，该方法采用非等向性与等向性复合挖沟操作，可以有效改善传统二极管终端区晶粒反偏下电场过度集中现象。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种车用晶片的制造方法，包括如下步骤：
S1：将半导体芯片表面清洗干净，备用；
S2：将半导体芯片进行磷硼扩散，形成PN结的半导体芯片；
S3：利用S2所得的半导体芯片P极表面朝上放在激光切割机载片台上，利用激光对半导体芯片进行垂直切割，形成垂直沟槽；
S4:然后在P极表面和垂直沟槽表面覆盖光阻；
S5：对晶片进行显影，留出将要进行蚀刻的缺口；
S6：对晶片进行深度蚀刻。
优选地，步骤S3中激光切割功率比为10-80％。
优选地，步骤S6中采用的蚀刻酸液配方为硝酸:氢氟酸:硫酸:冰醋酸＝(4-10):(4-10):(2-5):(3-8)。
优选地，采用切割刀代替步骤S3中的激光进行切割。
与现有的技术相比，采用本发明的制备方法，利用激光切割可实现挖沟深度的精准化控制，然后利用化学蚀刻进行终端沟槽结构的制备，可以有效降低沟槽附近电场集中现象，反偏晶粒没有局部电场集中导致提前崩溃，因此能有效提升二极管电压表现，进而可以使用较低阻抗芯片制作相同电压表现的二极管产品，产品的阻抗表现也获得提升。
附图说明
图1为本发明的制造方法流程示意图；
图2为实施例1在反向偏压600V下内部电场分布状态图；
图3为对比例1在反向偏压600V下内部电场分布状态图；
图4为实施例1和对比例1-2的耐崩电压检测示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种车用晶片的制造方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将半导体芯片表面清洗干净，备用；
S2：将半导体芯片进行磷硼扩散，形成PN结的半导体芯片；
S3：利用S2所得的半导体芯片P极表面朝上放在激光切割机载片台上，利用激光对半导体芯片进行垂直切割，根据所得产品的厚度不同，调整功率比为35％，形成垂直沟槽。在本实施例中，也可以采用切割刀代替激光进行切割；
S4:然后在P极表面和垂直沟槽表面覆盖光阻；
S5：对晶片进行显影，留出将要进行蚀刻的缺口；
S6：对晶片进行深度蚀刻，蚀刻酸液配方为硝酸:氢氟酸:硫酸:冰醋酸＝5:5:3:6。
对比例1
本对比例采用传统的两次化学蚀刻挖沟方式制备与实施例1相同的半导体产品，具体步骤为：
S1：将半导体芯片表面清洗干净，备用；
S2：将半导体芯片进行磷硼扩散，形成PN结的半导体芯片；
S3：在P极表面覆盖第一道光阻；
S4:然后利用与实施例1相同的蚀刻液进行浅蚀刻，得到具有一定深度的浅沟槽；
S5：在P极表面浅沟槽表面覆盖第二光阻；
S6：对晶片进行显影，留出将要进行蚀刻的缺口；
S7：对晶片进行深度蚀刻，蚀刻酸液配方为硝酸:氢氟酸:硫酸:冰醋酸＝5:5:3:6，得到与实施例1相同规格的晶片产品。
对比例2
本对比例前两个步骤与实施例1相同，不同点在于之后直接采用激光对半导体芯片进行垂直切割形成沟槽，得到与实施例1相同规格的产品。
图2-3显示了在反向偏压600V的情况下，采用本发明制备的二极管产品在高压电场下电场分布较为均匀，能够有效避免PN结处的电场过度集中现象，避免二极管提前崩溃。而采用传统的二次化学蚀刻方式得到的二极管产品会导致PN结处的电场过度集中现象，从而引发二极管提前崩溃。
从图4为实施例1与对比例1-2耐崩电压检测示意图，从图4中可以看出，采用单一的非等向性开槽方式得到的产品耐崩电压较传统开槽方式高出约100V，而采用本发明的方法，又比单一的非等向性开槽方式得到的产品耐崩电压高出了约200V。
Claims (4)
1.一种车用晶片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将半导体芯片表面清洗干净，备用；
S2：将半导体芯片进行磷硼扩散，形成PN结的半导体芯片；
S3：利用S2所得的半导体芯片P极表面朝上放在激光切割机载片台上，利用激光对半导体芯片进行垂直切割，形成垂直沟槽；
S4:然后在P极表面和垂直沟槽表面覆盖光阻。
S5：对晶片进行显影，留出将要进行蚀刻的缺口。
S6：对晶片进行深度蚀刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中激光切割功率比为10-80％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中的蚀刻酸液配方为硝酸:氢氟酸:硫酸:冰醋酸＝(4-10):(4-10):(2-5):(3-8)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用切割刀代替步骤S3中的激光进行切割。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110291955.7A CN113066721B (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种车用晶片的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110291955.7A CN113066721B (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种车用晶片的制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113066721A true CN113066721A (zh) | 2021-07-02 |
| CN113066721B CN113066721B (zh) | 2024-08-13 |
Family
ID=76562044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110291955.7A Active CN113066721B (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种车用晶片的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113066721B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5185295A (en) * | 1990-05-16 | 1993-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for dicing semiconductor substrates using a laser scribing and dual etch process |
| CN101246822A (zh) * | 2008-03-03 | 2008-08-20 | 苏州固锝电子股份有限公司 | 半导体晶片激光刻蚀开沟方法 |
| CN109727861A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-07 | 山东理工大学 | 沟槽刻蚀加工工艺及二极管的生产方法 |
| CN110137074A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-16 | 扬州虹扬科技发展有限公司 | 一种半导体元件的制造方法 |
-
2021
- 2021-03-18 CN CN202110291955.7A patent/CN113066721B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5185295A (en) * | 1990-05-16 | 1993-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for dicing semiconductor substrates using a laser scribing and dual etch process |
| CN101246822A (zh) * | 2008-03-03 | 2008-08-20 | 苏州固锝电子股份有限公司 | 半导体晶片激光刻蚀开沟方法 |
| CN109727861A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-07 | 山东理工大学 | 沟槽刻蚀加工工艺及二极管的生产方法 |
| CN110137074A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-16 | 扬州虹扬科技发展有限公司 | 一种半导体元件的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113066721B (zh) | 2024-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103094121B (zh) | 一种用于制造半导体器件的方法 | |
| US10068999B2 (en) | Vertical power component | |
| CN105047700B (zh) | 一种轻穿通igbt器件的制备方法 | |
| CN102969245B (zh) | 一种逆导型集成门极换流晶闸管制作方法 | |
| CN102592995A (zh) | 齐纳二极管的制造方法 | |
| CN104838504B (zh) | 半导体装置的制造方法 | |
| CN105655402A (zh) | 低压超结mosfet终端结构及其制造方法 | |
| CN103199119B (zh) | 一种具有超结结构的沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN107293598A (zh) | 一种低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片 | |
| CN113066721A (zh) | 一种车用晶片的制造方法 | |
| CN116544268A (zh) | 一种半导体器件结构及其制作方法 | |
| CN113161238B (zh) | 高温度特性门极灵敏型触发可控硅芯片的制作工艺 | |
| CN103247694A (zh) | 一种沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103531617B (zh) | 一种具有沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法 | |
| CN113066722B (zh) | 一种高压元件非等向性制造方法 | |
| CN102769043A (zh) | 一种肖特基二极管及其制备方法 | |
| CN102969315B (zh) | 一种逆导型集成门极换流晶闸管 | |
| RU122204U1 (ru) | Диод шоттки с канавочной структурой | |
| CN107634008B (zh) | 一种高压功率器件的终端结构的制作方法 | |
| TW201114035A (en) | Improved trench termination structure | |
| CN220138322U (zh) | 一种增加bpsg层的肖特基二极管 | |
| CN103579371A (zh) | 一种沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法 | |
| CN103137711A (zh) | 一种具有绝缘层隔离结构肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103515387B (zh) | 一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 | |
| CN103515449A (zh) | 一种具有电荷补偿沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |