CN210984730U - 一种新型半导体芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型半导体芯片，包括正多边形的基盘，所述基盘的中心处蚀刻出圆形芯片，所述圆形芯片的边沿与基盘之间蚀刻出一圈环形沟道，所述环形沟道内钝化有玻璃。本实用新型采用设计成圆形芯片的版图，再通过扩散、光刻、蚀刻、钝化、保护等工艺技术，制成具有圆形芯片的高可靠性，同时可以利用刀片切割的低加工成本等优点半导体芯片，而且钝化玻璃位于沟道内，半导体芯片表面平整，稳定性和安全性高。

Description

一种新型半导体芯片

技术领域

本实用新型属于半导体制造技术领域，特别涉及一种新型半导体芯片。

背景技术

目前的半导体功率器件整流管芯片特别是高压芯片采用的是传统的GPP工艺，常用的为四边形和六边形设计，少量采用圆形设计，正多边形的设计优点在于利于加工和切割，普通切割设备即可完成切割操作，成本低，但缺点也很明显，尖角电荷集中，容易产生尖端放电现象，易损坏，可靠性不佳，在特殊应用场合容易失效；圆形设计有点在于避免了尖端放电现象，且在外界环境为圆柱形封装时，圆形设计的有效和可利用面积是最大的，其缺点是加工成本过高，无法用刀片切割的方式切成圆形，只能通过高强度激光切割成圆形芯片，机器价格昂贵且技术不是特别成熟，所以半导体行业除特殊需要外，很少设计生产成圆形芯片。

现有的半导体芯片的钝化玻璃保护层位置比较凸出，其一般覆盖在芯片和蚀刻的界限处，蚀刻造成晶圆表面下降，芯片凸起成台阶状，钝化玻璃覆盖在阶角处，位置凸出，且厚度较厚，易损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，一种新型半导体芯片，采用设计成圆形芯片的版图，再通过扩散、光刻、蚀刻、钝化、保护等工艺技术，制成具有圆形芯片的高可靠性，同时可以利用刀片切割的低加工成本等优点半导体芯片，而且钝化玻璃位于沟道内，半导体芯片表面平整，稳定性和安全性高。

本实用新型的技术方案：

一种新型半导体芯片，包括正多边形的基盘，所述基盘的中心处蚀刻出圆形芯片，所述圆形芯片的边沿与基盘之间蚀刻出一圈环形沟道，所述环形沟道内钝化有玻璃。

进一步地，所述环形沟道的外圈圆为正多边形基盘的内切圆。

进一步地，所述正多边形基盘的边数为3-20条。

进一步地，所述正多边形基盘的边数为3、4或6条。

进一步地，所述正多边形基盘为正六边形。

相比于现有技术，本实用新型设计的半导体芯片不仅具有圆形芯片的无尖角放电、可利用面积大等优点，而且便于切割加工，成本低，同时钝化玻璃设计于沟道内，使半导体芯片表面平整，提高稳定性和耐用性和使用寿命；本实用新型的制作工艺利用几何学知识，对光刻板进行设计，确保正多边形的基盘便于切割，减少工序和提高材料利用率，试验证明，正六边形的基盘比正三角形和正方形具有材料利用率更高，比正八边形和正十边形更便于切割，是最优选。

附图说明

图1为本实用新型半导体芯片侧视结构示意图；

图2为本实用新型正三角形基盘和圆形芯片的光刻板设计示意图；

图3为本实用新型正三角形基盘和圆形芯片设计半导体芯片结构示意图；

图4为本实用新型正四边形基盘和圆形芯片的光刻板设计示意图；

图5为本实用新型正四边形基盘和圆形芯片设计半导体芯片结构示意图；

图6为本实用新型正六边形基盘和圆形芯片的光刻板设计示意图；

图7为本实用新型正六边形基盘和圆形芯片设计半导体芯片结构示意图；

图8为本实用新型正八边形基盘和圆形芯片的光刻板结构示意图；

图9为本实用新型正八边形基盘和圆形芯片设计半导体芯片结构示意图；

图10为本实用新型正五边形基盘和圆形芯片设计的未切割的晶圆部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例1：

（1）准备好光刻板，如图1、2和3所示，并在光刻板1上利用几何知识设计出多个有序排列的正三角形基盘2的图案，并在每个正三角形基盘2的图案的中心处设计出圆形芯片3的图案，所述圆形芯片3的图案和基盘2的图案之间设有一圈环形沟道4的图案；将环形沟道4的外圆设计为正三角形基盘的内切圆。

（2）在准备好的晶圆上涂满光刻胶，将光刻板附在晶圆上，在真空条件下完成曝光，再通过显影技术去除晶圆上不需要光刻胶保护的区域的光刻胶，所述不需要光刻胶保护的区域为环形沟道所在区域；

（3）再通过蚀刻技术去除晶圆不需要保护的区域的表层，完成开沟漏出PN结；

（4）清洗去除晶圆上所有的光刻胶，并在晶圆上涂满玻璃胶，用光刻板盖上曝光，再通过显影去掉晶圆上不需要玻璃胶保护的区域的玻璃胶，所述不需要玻璃胶保护的区域为蚀刻后形成的环形沟道所在区域，再将玻璃烧结，钝化结晶；

（5）再通过蒸镀或者化学镀完成晶圆上除玻璃覆盖区域外的其他区域的表面金属化；

（6）按照圆形芯片外的正三角形基盘的边沿使用切割机进行切割，裁切下的半导体芯片包括正三角形基盘和设置于基盘正中心处的圆形芯片。

一种新型半导体芯片，如图1和3所示，包括正三角形的基盘2，所述基盘的中心处蚀刻出圆形芯片3，所述圆形芯片3的边沿与基盘2之间蚀刻出一圈环形沟道4，所述环形沟道内钝化有玻璃5。所述环形沟道的外圈圆为正多边形基盘的内切圆。

正三角形基盘的设计，便于切割机进行直线切割，每一个半导体芯片，经过三次直线切割，即可完成，且每次直线切割都可以对直线上的所有基盘半导体芯片完成切割，其符合易切割和无尖端放电的要求。

钝化玻璃位于环形沟道内，保证了半导体芯片表面的平整性，沟道对钝化玻璃提供保护，不仅美观，而且耐用，使用寿命长。

实施例2：

（1）准备好光刻板，如图1、4和5所示，并在光刻板1上利用几何知识设计出多个有序排列的正四边形基盘2的图案，并在每个正四边形基盘2的图案的中心处设计出圆形芯片3的图案，所述圆形芯片3的图案和基盘的图案之间设有一圈环形沟道4的图案；将环形沟道4的外圆设计为正四边形的内切圆。

（2）在准备好的晶圆上涂满光刻胶，将光刻板附在晶圆上，在真空条件下完成曝光，再通过显影技术去除晶圆上不需要光刻胶保护的区域的光刻胶，所述不需要光刻胶保护的区域为环形沟道所在区域；

（3）再通过蚀刻技术去除晶圆不需要保护的区域的表层，完成开沟漏出PN结；

（4）清洗去除晶圆上所有的光刻胶，并在晶圆上涂满玻璃胶，用光刻板盖上曝光，再通过显影去掉晶圆上不需要玻璃胶保护的区域的玻璃胶，所述不需要玻璃胶保护的区域为蚀刻后形成的环形沟道所在区域，再将玻璃烧结，钝化结晶；

（5）再通过蒸镀或者化学镀完成晶圆上除玻璃覆盖区域外的其他区域的表面金属化；

（6）按照圆形芯片外的正四边形基盘的边沿使用切割机进行切割，裁切下的半导体芯片包括正四边形基盘和设置于基盘正中心处的圆形芯片。

一种半导体芯片：包含正四边形基盘2和设置于基盘2内中心处的圆形芯片3，所述圆形芯片3的边沿与基盘2之间蚀刻出一圈环形沟道4，所述环形沟道内钝化有玻璃5。所述环形沟道的外圈圆为正多边形基盘的内切圆。

正四边形基盘的设计，便于切割机进行直线切割，每一个半导体芯片，经过四次直线切割，即可完成，且每次直线切割都可以对直线上的所有基盘半导体芯片完成切割，其符合易切割和无尖端放电的要求。

钝化玻璃位于环形沟道内，保证了半导体芯片表面的平整性，沟道对钝化玻璃提供保护，不仅美观，而且耐用，使用寿命长。

实施例3：

（1）准备好光刻板，如图1、6和7所示，并在光刻板1上利用几何知识设计出多个有序排列的正六边形基盘2的图案，并在每个正六边形基盘2的图案的中心处设计出圆形芯片3的图案，所述圆形芯片3的图案和基盘2的图案之间设有一圈环形沟道4的图案；将环形沟道4的外圆设计为正六边形的内切圆。

（2）在准备好的晶圆上涂满光刻胶，将光刻板附在晶圆上，在真空条件下完成曝光，再通过显影技术去除晶圆上不需要光刻胶保护的区域的光刻胶，所述不需要光刻胶保护的区域为环形沟道所在区域；

（3）再通过蚀刻技术去除晶圆不需要保护的区域的表层，完成开沟漏出PN结；

（4）清洗去除晶圆上所有的光刻胶，并在晶圆上涂满玻璃胶，用光刻板盖上曝光，再通过显影去掉晶圆上不需要玻璃胶保护的区域的玻璃胶，所述不需要玻璃胶保护的区域为蚀刻后形成的环形沟道所在区域，再将玻璃烧结，钝化结晶；

（5）再通过蒸镀或者化学镀完成晶圆上除玻璃覆盖区域外的其他区域的表面金属化；

（6）按照圆形芯片外的正六边形基盘的边沿使用切割机进行切割，裁切下的半导体芯片包括正六边形基盘和设置于基盘正中心处的圆形芯片。

一种半导体芯片：包含正六边形基盘2和设置于基盘2内中心处的圆形芯片3，所述圆形芯片3的边沿与基盘之间蚀刻出一圈环形沟道4，所述环形沟道内钝化有玻璃5。所述环形沟道的外圈圆为正多边形基盘的内切圆。

正六边形基盘的设计，便于切割机进行直线切割，每一个半导体芯片，经过六次直线切割，即可完成，且每次直线切割都可以对直线上的所有基盘半导体芯片完成切割，切割过程中，会产生变成等于正六边形边长的正三角形的边角料即废料，其符合易切割和无尖端放电的要求，相比于正三角形和正四边形，正六边形的形态也更趋近于圆形，基盘的面积更小，其边角更加圆滑，更利于封装。

钝化玻璃位于环形沟道内，保证了半导体芯片表面的平整性，沟道对钝化玻璃提供保护，不仅美观，而且耐用，使用寿命长。

由于随着边数的增多，从正五边形开始（如图10所示），晶圆在切割时，会产生边角料，该边角料6区域，可以进行蚀刻后再切割掉，也可以不进行蚀刻再进行切割，不影响最后成品，但由于边角料表面蚀刻需要消耗原材料，所以对该边角料区域使用光刻胶进行保护，不进行蚀刻，可减少原料的消耗，节约成本。

以上，如图1、8和9所示，可以按照上述方法制作出正八边形基盘、甚至边数更多的正多边形基盘，基盘的边数越多，其越接近圆形，其切割难度越大，且无法通过几何进行有序排列而减少切割难度，成本越高，综合各种情况来看，正六边形基盘加内置圆形芯片的组合为最优选，其边数少，且可通过几何设计的有序排列提高切割效率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种新型半导体芯片，其特征在于：包括正多边形的基盘，所述基盘的中心处蚀刻出圆形芯片，所述圆形芯片的边沿与基盘之间蚀刻出一圈环形沟道，所述环形沟道内钝化有玻璃。

2.如权利要求1所述的一种新型半导体芯片，其特征在于：所述环形沟道的外圈圆为正多边形基盘的内切圆。

3.如权利要求1所述的一种新型半导体芯片，其特征在于：所述正多边形基盘的边数为3-20条。

4.如权利要求1、2或3所述的一种新型半导体芯片，其特征在于：所述正多边形基盘的边数为3、4或6条。

5.如权利要求4所述的一种新型半导体芯片，其特征在于：所述正多边形基盘为正六边形。

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