CN212991043U - 一种预加工碳化硅基晶圆结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可改善正面崩边的预加工碳化硅基晶圆结构，包括碳化硅衬底、设于所述碳化硅衬底正面的功能层和设于所述碳化硅衬底背面的背金层，所述功能层包括若干器件区，相邻器件区之间设有切割道，所述碳化硅衬底对应所述切割道设有改质区，所述碳化硅衬底的正面对应所述切割道设有表层切割槽。通过表层切割槽的设置，在后续裂片中晶圆芯片被劈刀下压产生形变，在劈刀上抬后芯片克服应力恢复形变中不会因为两个芯片切割道边缘相互碰撞产生崩边。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种预加工碳化硅基晶圆结构。
背景技术
现有的碳化硅晶圆厚片切割方式采用激光隐形切割技术，具体是使用激光在完成器件制程的碳化硅基晶圆内部进行改质加工形成改质层，然后裂片、扩晶，将碳化硅基晶圆分割成若干单颗芯片。该种方式采用激光加工的方法，可提升切割效率，同时可应对较小切割道，节约了时间和成本。但是由于碳化硅材质硬度较大，同时厚度较厚，裂片中由于受压力度或形变较大，正面极容易产生崩边，造成良率损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种预加工碳化硅基晶圆结构。
为了实现以上目的，本实用新型的技术方案为：
一种预加工碳化硅基晶圆结构，包括碳化硅衬底、设于所述碳化硅衬底正面的功能层和设于所述碳化硅衬底背面的背金层，所述功能层包括若干器件区，相邻器件区之间设有切割道，所述碳化硅衬底对应所述切割道设有改质区，所述碳化硅衬底的正面对应所述切割道设有表层切割槽。
可选的，所述切割道是开设于所述功能层的槽道，所述表层切割槽设于所述切割道底部，所述表层切割槽的宽度小于所述切割道的宽度。
可选的，所述切割道的底部设有覆盖所述碳化硅衬底的表面的覆盖层，所述表层切割槽贯穿所述覆盖层并深入所述碳化硅衬底，深入深度为1～100μm。
可选的，所述覆盖层包括外延层、介质层中的至少一种。
可选的，所述切割道的宽度为20～100μm，所述表层切割槽的宽度为5～80μm。
可选的，所述改质区包括开设于所述表层切割槽内的复数个小孔，所述小孔沿所述碳化硅衬底的深度方向设置。
可选的，所述改质区包括设于所述碳化硅衬底内部的2～10道隐切改质层。
可选的，所述碳化硅衬底的厚度为50～500μm。
可选的，所述背金层是Au、Ag、Cu或上述金属与Ti、Ni中至少一种的叠层结构，厚度为1～5μm。
可选的，所述背金层对应所述切割道设置用于劈刀裂片的裂片区。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型通过对应正面切割道于碳化硅衬底内部设置改质区，且碳化硅衬底正面设置表层切割槽，使得后续裂片工艺中，晶圆芯片被劈刀下压产生形变，在劈刀上抬后晶圆芯片克服应力恢复形变中不会因为相邻两个芯片切割道边缘互相碰撞产生崩边，有效的提高了产品良率。
附图说明
图1为一实施例的预加工碳化硅基晶圆结构的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为采用激光形成表面切割槽的原理示意图，图中显示结构为一实施例中衬底沿图2中A-A方向的截面图；
图4为另一实施例中衬底沿图2中A-A方向的截面图；
图5为裂片的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型的附图仅为示意以更容易了解本实用新型，其具体比例可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系和正面、背面的定义，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。
参考图1和图2，一实施例的一种预加工碳化硅基晶圆结构，包括厚度为50～500μm的碳化硅衬底1、设于碳化硅衬底1正面的功能层2和设于碳化硅衬底1背面的背金层3。功能层2包括若干器件区2a，相邻器件区2a之间设有切割道21。碳化硅衬底1的内部对应切割道21设有改质区11，碳化硅衬底1的正面对应切割道21设有表层切割槽12。
功能层2是指用于实现器件功能的若干结构层，根据器件的具体类型，包括例如缓冲层、沟道层、势垒层、绝缘层、介质层等等。切割道21是开设于所述功能层2的槽道，采用例如蚀刻等技术去除至少部分的功能层2形成，是为将晶圆分成芯粒而设置的切割轨迹，单个器件区2a即对应单个芯粒。表层切割槽12设于切割道21底部，且表层切割槽12的宽度小于切割道21的宽度。具体，切割道21的宽度为20～100μm，例如50μm；表层切割槽12的宽度为5～80μm，例如20μm。本实施例中，功能层2包括覆盖碳化硅衬底1的表面的覆盖层22，覆盖层22同样保留于切割道21的底部的碳化硅衬底1的表面，表层切割槽12贯穿覆盖层22并深入碳化硅衬底1，深入深度为1～100μm，例如10μm。覆盖层22可以是外延层，例如轻掺杂的SiC、GaN等；也可以是介质层，例如SiO2等。
参考图3，表层切割槽12是采用例如波长320nm～400nm的激光从正面切割切割道21的底部所形成的。此外，也可采用轮刀等切割方式形成表层切割槽。改质区11是采用例如波长780nm～1100nm的激光对碳化硅衬底1的内部进行切割形成的，包括2～10道隐切改质层，对位方式为切割道21对位，因而改质区11的位置与表层切割槽12相对应。
参考图4，在另一实施例中，改质区11’包括开设于表层切割槽12内的复数个小孔111，复数个小孔111沿表层切割槽12的延伸方向间隔排列，各小孔111沿碳化硅衬底1的深度方向设置，例如形成贯穿碳化硅衬底1的通孔。小孔111可以采用例如激光等方式形成。
背金层3是Au、Ag、Cu或上述金属与Ti、Ni中至少一种的叠层结构，厚度为1～5μm。背金层3对应切割道21设置用于劈刀裂片的裂片区31。裂片区可以是例如设于背金层3上的标记或凹槽等，用于限定劈刀下劈的位置。
在对碳化硅基晶圆进行裂片时，采用切割道21对位，采用一激光切割碳化硅衬底1的内部形成改质区11，采用另一激光切割碳化硅衬底1正面的切割道21底部形成表层切割槽12，然后采用劈刀从晶圆背面劈裂，将晶圆分割成若干芯片。参考图5，采用劈刀下劈时，由于表层切割槽12的设置，有裂片中晶圆芯片被劈刀下压产生形变，在劈刀上抬后芯片克服应力恢复形变中不会因为两个芯片切割道边缘相互碰撞产生崩边。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种预加工碳化硅基晶圆结构，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：包括碳化硅衬底、设于所述碳化硅衬底正面的功能层和设于所述碳化硅衬底背面的背金层，所述功能层包括若干器件区，相邻器件区之间设有切割道，所述碳化硅衬底对应所述切割道设有改质区，所述碳化硅衬底的正面对应所述切割道设有表层切割槽。
2.根据权利要求1所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述切割道是开设于所述功能层的槽道，所述表层切割槽设于所述切割道底部，所述表层切割槽的宽度小于所述切割道的宽度。
3.根据权利要求2所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述切割道的底部设有覆盖所述碳化硅衬底的表面的覆盖层，所述表层切割槽贯穿所述覆盖层并深入所述碳化硅衬底，深入深度为1～100μm。
4.根据权利要求3所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述覆盖层包括外延层、介质层中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述切割道的宽度为20～100μm，所述表层切割槽的宽度为5～80μm。
6.根据权利要求1所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述改质区包括开设于所述表层切割槽内的复数个小孔，所述小孔沿所述碳化硅衬底的深度方向设置。
7.根据权利要求1所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述改质区包括设于所述碳化硅衬底内部的2～10道隐切改质层。
8.根据权利要求1所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述碳化硅衬底的厚度为50～500μm。
9.根据权利要求1所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述背金层是Au、Ag、Cu或上述金属与Ti、Ni中至少一种的叠层结构，厚度为1～5μm。
10.根据权利要求1所述的预加工碳化硅基晶圆结构，其特征在于：所述背金层对应所述切割道设置用于劈刀裂片的裂片区。
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| CN202021531676.0U CN212991043U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种预加工碳化硅基晶圆结构 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114093926A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-25 | 长江存储科技有限责任公司 | 晶圆、晶圆制备方法及晶圆切割方法 |
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- 2020-07-29 CN CN202021531676.0U patent/CN212991043U/zh active Active
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| CN114093926A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-25 | 长江存储科技有限责任公司 | 晶圆、晶圆制备方法及晶圆切割方法 |
| CN114093926B (zh) * | 2021-11-10 | 2023-10-03 | 长江存储科技有限责任公司 | 晶圆、晶圆制备方法及晶圆切割方法 |
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