DE1915294A1 - Verfahren zum Zerteilen einer Halbleiterscheibe - Google Patents
Verfahren zum Zerteilen einer HalbleiterscheibeInfo
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Description
Deutsche ITT Industries GmbH M.B» Bakker 1-1
78 Freiburg, Hans-Bunte-Str«, I9 24. März 1969
Pat.Mo/Fu - Pl
DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCiIAPT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG
FREIBURG i.Br.
Die Priorität der Anmeldung Nr0 7l8'523 vom 3» April I968 in
den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.
Einer der wichtigsten, die Leistungsfähigkeit von Halbleiterbauelementen
-bestimmenden Faktoren ist die Beschaffenheit der
Halbleiteroberfläche. Diese beeinflußt die Langzeitzuverlässigkeit
des Bauelements, die wiederum davon abhängig ist, daß die ursprüngliche Oberflächenbeschaffenheit unter allen Temperaturbedingungen
und möglichen Verunreinigungseinflussen erhalten
bleibt» Das übliche Verfahren, optimale Oberflächenbedingungen zu erhalten und das Ablagern jeglicher Verunreinigungssubstanz,
die die Eigenschaften des Halbleiterkörpers verändern könnte, zu verhindern, besteht darin, die Oberfläche
und besonders den an die Oberfläche tretenden pn-übergang durch eine dielektrische Schicht, wie z.B. Siliziumdioxyd zu schützen.
Bevor man Siliziumdioxyd verwendet hat, wurden Silikonöl oder -fett, Silikonharze und Alkyd-Silikonkombinationslacke verwendet.
·
Andererseits wurde gefunden, daß Siliziumdioxyd allein oft nicht genügt, um abträgliche Beeinflussungen des pn-Übergangs
und der Halbleiteroberfläche durch verunreinigende Substanzen zu verhindern, da Siliziumdioxyd unter anderem etwas porös isto
Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine Glasschicht zu ver-
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wenden, die auf die Siliziumdioxydschicht aufgeschmolzen wird, wobei die Siliziumdioxydschicht nicht verunreinigend
ist und an den Ausdehnungskoeffizient des Halbleiterkörpers · genau angepaßt ist» Das so passivierte Bauelement wird dann
mit den nötigen Zuleitungen und mit einem Gehäuse versehen,, um seine Anwendung zu ermöglichen. Halbleiterbauelemente mit
geschützten pn-Übergängen und Verfahren zum Schutz" mit Siliziumdioxydsohichten und chemisch mit verbundenen Glasüberzügen
sind aus den US-Patentschriften 3 2^7 428, 3 300 841
und 3 323 956 bekannt.
Nach dem Aufbringen der Glasschicht besteht jedoch das Problem,
die Halbleiterscheibe zu ritzen, um das Zerbrechen in die einzelnen Halbleiterelemente zu ermöglichen. Man muß dabei
durch die Glasschicht hindurchritzen und die darunterliegende Siliziumdioxydschicht anritzen, wobei der Unterschied
in den Härtegraden' von Glasschicht und Siliziumdioxydschicht Schwierigkeiten bereitet. Eine Lösungsmöglichkeit besteht darin, die Glasschicht entlang der Ritzlinien wegzuätzen, jedoch
ist dieses Verfahren aufwendig und zeitraubend.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Zerteilen einer
eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen enthaltenden Halbleiterscheibe
in die einzelnen Elemente, wobei die Oberfläche der Halbleiterscheibe mit einer ersten dielektrischen Schicht
bedeckt, diese mit einer zweiten dielektrischen Schicht durch Schmelzen einer aufgebrachten Ausgangsmasse bedeckt, die Scheibe
geritzt und entlang der Ritzlinien gebrochen wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Ritzen der fertigen Halbleiterscheibe zu vereinfachen und weniger aufwendig zu
gestalten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Ausgangsmasse vor· dem Schmelzen am Ort der Ritzlinien Gräben
oder Kanäle erzeugt werden und daß die Seheibe nach dem Schmelzen
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und Wiedererkalten der Ausgangsmasse in den Gräben geritzt
wird. . -
wird. . -
Die Erfindung wird nun anhand eines in den Figuren der Zeich»
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Halbleiterdiode,
Fig. 2 zeigt einen Teil einer Halbleiterscheibe mit den darin angebrachten Kanälen.
In Fig. 1 ist eine typische Diode gezeigt, die aus einem Substrat
1 von n+-Leitfähigkeit, einer diffundierten oder epitaktisohen
η-leitenden Zone 2 und einer p-leitenden Zone 3 besteht,
die den pn-übergang bilden. Ferner besitzt diese Diode
eine n+-leitende Zone 4, die in die η-leitende Zone 2, die
p-leitende Zone J5 aus Isolationsgründen umgebend, eindiffundiert ist. Eine Siliziumdioxydschicht 5 bedeckt als erste
dielektrische Schicht die Oberfläche der Scheibe mit Ausnahme der metallenen .Kontaktfläche. Der Metallkontakt 6 besteht gewöhnlich aus einer vorbereitenden Metallschicht aus Gold, die auf der Oberfläche der p->leitenden Zone .3 aufgebracht ist,
und einer kleinen Silbermenge 7 von der ungefähren Form einer Halbkugel, die auf die Metallschicht elektrisch aufplattiert
ist. Die Silbermenge 7 wird nickelplattiert, um die Wanderung von Silberionen in die Glasschicht hinein zu verhindern. Der
Rückseitenkontakt 8 wird auf die untere Fläche des Substrats
aufplattiert und kann z.B. aus zinnplattiertem Silber bestehen.
p-leitende Zone J5 aus Isolationsgründen umgebend, eindiffundiert ist. Eine Siliziumdioxydschicht 5 bedeckt als erste
dielektrische Schicht die Oberfläche der Scheibe mit Ausnahme der metallenen .Kontaktfläche. Der Metallkontakt 6 besteht gewöhnlich aus einer vorbereitenden Metallschicht aus Gold, die auf der Oberfläche der p->leitenden Zone .3 aufgebracht ist,
und einer kleinen Silbermenge 7 von der ungefähren Form einer Halbkugel, die auf die Metallschicht elektrisch aufplattiert
ist. Die Silbermenge 7 wird nickelplattiert, um die Wanderung von Silberionen in die Glasschicht hinein zu verhindern. Der
Rückseitenkontakt 8 wird auf die untere Fläche des Substrats
aufplattiert und kann z.B. aus zinnplattiertem Silber bestehen.
Es ist selbstverständlich, daß die. Diffusionsschritte und die
Metallisierungsschritte einschließlich, dem Aufbringen der SiI-....
bermenge 7 in Übereinstimmung mit üblichen Verfahren an der
gesamten Halbleiterscheibe vorgenommen werden. Nach der Diffusion und dem Ausführen der Passivierungs- und Metallisierungs-
gesamten Halbleiterscheibe vorgenommen werden. Nach der Diffusion und dem Ausführen der Passivierungs- und Metallisierungs-
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schritte wird auf die ganze Oberfläche der Halbleiterscheibe als zweite dielektrische Schicht 9 eine'Glasausgangsmasse in
Form, eines feinen Pulvers aufgebracht," das in Übereinstimmung
mit bekannten Verfahrenstechniken zentrifugiert wird, um es auf die gesamte Oberfläche gleichmäßig aufzubringen. Die Glasausgangsmasse
wird vor dem Erhitzen vom höchsten Punkt der Silbermenge dadurch entfernt, daß die Halbleiterscheibe über
ein Seidengitter bewegt wird. Es ist auch bekannt, das Glas von der Silbermenge durch Ätzen nach dem Erhitzen der Glas- .
ausgangsmasse zu entfernen.
Die Halbleiterscheibe wird anschließend in einen Ofen'gebracht
und bei einer Temperatur von ungefähr 64O°C für etwa 9 Minuten erhitzt, um die Glasausgangsmasse zu schmelzen. Als Glas, das
bei dem Verfahren der Erfindung verwendet werden kann, ist
eine der in der US-Patentschrift 3 ?00 841 angegebenen Glaszusammensetzungen
geeignet. Es kann auch irgendein anderes geeignetes Glas verwendet werden, wenn es nur bei niedriger
Temperatur schmilzt und thermische Ausdehnungseigenschaften besitzt, die denen von Silizium als Halbleitermaterial angepaßt
sind.
Wenn das Glas auf der gesamten Oberfläche nun erhitzt würde, so ergäbe das nachfolgende Ritzen, urn die Platte in die einzelnen
Elemente zerbrechen zu können, Defekte. Das Ritzen durch die geschmolzene Glasschicht und die passivierende Si-liziumdioxydschicht
hindurch machte auch hinsichtlich eines geeigneten Werkzeuges, der Geometrie und der Zusammensetzung
wegen der unterschiedlichen Härte der beiden Schichten Schwierigkeiten. Zusätzlich könnte das spröde Glas nicht entlang
scharfen und begrenzten Linien getrennt v/erden, sondern bekäme
unregelmäßige Ränder und ergäbe nicht den von der zweiten dielektrischen Schicht gewünschten Schutz. Demgegenüber
sieht die Erfindung nun vor, daß vor dem Schmelzen der Glas-
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ausgangsmasse und nach ihrem Aufbringen auf die Halbleiterscheibe
Gräben oder Kanäle in der Glasausgangsmasse entlang den Linien, an denen später geritzt und gebrochen wird, erzeugt werden. Diese Kanäle oder Gräben entfernen die Glasmasse
nur von den Flächen der Kanäle. Dies kann deutlich aus Pig. 1 ersehen werden, wo die Glasschicht 9 gezeigt ist,
wie sie die ganze Oberfläche des Elements mit Ausnahme eines kleinen Bereichs auf der Silbermenge 7 und am Bereich 10
längs des Umfangs des Halbleiterelements bedeckt. Es ist
klar, daß der Bereich 10 sich entlang den vier Seiten des Elements erstreckt. Das Werkzeug zum Eingraben der Kanäle
ist vorzugsweise zwar hart genug, die Glasausgangsmasse 9 zu entfernen, aber nicht die Siliziurndioxydschicht 5 zu
durchdringen.
Pig. 2 zeigt einen Teil einer Halbleiterscheibe, die eine
Mehrzahl der Halbleiterelemente nach Pig. 1 enthält, wobei die Silbermenge 7 im Zentrum jedes Elements und die eingegrabenen
Kanäle 10 gezeigt sind.
Nach dem Anbringen der Kanäle 10 auf der Halbleiterscheibe wird diese in einen Ofen gebracht und bei der' oben angegebenen
Temperatur für die genannte Zeit erhitzt» Nach dem Herausnehmen
aus dem Ofen wird die Scheibe nach bekannten Techniken entlang der Mitte der Kanäle 10 geritzt, um die Siliziumdioxydschicht
5 zu durchdringen. Dann wird sie in die einzelnen Kristallenen
zerbrochen.
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BAD
Claims (6)
- Fl 592 M.B. Bakker 1-1PATENTANSPRÜCHE)/Verfahren zum Zerteilen einer eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen enthaltenden Halbleiterscheibe in die einzel-. nen Elemente, wobei die Oberfläche der Halbleiterscheibe mit einer ersten dielektrischen Schicht bedeckt,- diese mit einer zweiten dielektrischen Schicht durch Schmelzen einer aufgebrachten Ausgangsmasse bedeckt, die Scheibe geritzt und entlang der Ritzlinien gebrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgangsmasse vor dem Schmelzen am Ort der Ritzlinien Gräben oder Kanäle erzeugt v/erden und daß die Scheibe nach dem Schmelzen und wiedererkalten der Ausgangsmasse in den Gräben geritzt wird.
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste dielektrische Schicht Siliziumdioxyd verwendet wird.
- 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite dielektrische Schicht Glas verwendet wird.
- 4) Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein" niedrigschmelzendes Glas, dessen Ausdehnungskoeffizient demjenigen von Siliziumdioxyd angepaßt ist, verwendet wird.
- 5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Gräben gleich groß wie die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht gewählt wird.
- 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gräben mittels eines Werkzeugs erzeugt werden, dessen Härte größer als die ungeschmolzene zweite dielektrische Schicht, aber kleiner als die Härte der ersten dielektrischen Schicht ist.909843/ 1 16"5 '■-■■"BAD ORIGINAL
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GB1233139A (de) | 1971-05-26 |
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