DE1918489A1 - Verfahren zum Zerteilen einer Halbleiterscheibe - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Zerteilen einer Halbleiterscheibe" Die Erfindung betrifft e-in Verfahren zum Zerteilen einer eine Vielzahl von Bauelementen oder Schaltungen enthaltenden Halbleiterscheibe, auf deren einen Oberflächenseite dicke, selbst tragende mit den Elektroden der Bauelemente oder Schaltungen verbundene Leitbahnen verlaufen Bei einem derartigen Verfahren besteht die Erfindung darin, daß die Halbleiterscheibe von-der den Leitbahnen gegenüberliegenden Oberflächenrückseite aus entlang den für die Teilung vorgesehenen Linien soweit angesägt wird, daß die Restdicke der Halbleiterscheibe an den Sägestellen klein gegenüber der Ausgangsdicke der Halbleiterscheibe ist, und daß die Haibleiterscheibe danach ohne eine Maskierung ihrer Oberflächenrückseite durch Ätzen in einzelne Bauelemente zerteilt wird.
• Seit einiger Zeit sind Halbleiterbauelemente und Halbleiterschaltungçn bekannt, die auf einer Oberflächenseite dicke, selbsttragende Leitbahnen aufweisen, die beim fertigen Produkt über den Rand des Halbleiterkorpers hinausragen Diese Leitbahnen, die in der J,iteratur auch vielfach als "beam leads" bezeichnet werden, bestehen meist aus mehreren übereinanderliegenden Leitbahnschichten und sind beispielsweise 12 bis 15/1am dick, Da die Leitbahnen über die Halbleiterk~rper hinausragen, können sie leicht mit weiteren Anschlußteilen in Verbindung gebracht werden, wobei die "beam leads" stabil genug sind, um den Halbleiterkörper tragen zu können. Die Beamleadtechnik wird auch zur Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen benutzt. Hierbei wird bisher das Halbleitermaterial zwischen Halbl6iterbereichen, die elektrisch voneinander zu isolie-ende Halbleiterbauelemente euthalten. durch Ätzen entfernt, nachdem die elektrischen Verbindungen auf einer Oberflächenseit des Ausgangahalbleiterkorpers durch dicke "beam-lead-Leitbahnen hergestellt wurden. Auf diese Weise erhält man eine Halbleiteranordnung, die sich aus einzelnen Halbleiterkörpern zusammensetzt, die nur durch dicke Leitbahnen zu sammengehalten werden, wobei diese Leitbahnen dem fertigen System auch die erforderliche mechanische Stabilität verleihen. Bei der Herstellung von "beam-lead-Anordnungen" müssen die Halbleiterscheiben, auf denen meist mit Hilfe der Plasartechnik eine Vielzahl gleichartiger Halbleiterbauelemente oder H-albIeterschaltun gen gefertigt werden, durch ätzen von der den Leitbahnen gegenüber liegenden Oberflächenseite aus zerteilt werden. Die Halbleiterscheiben können dagegen nicht geritzt und zerbrochen werden, da sich hierboi keine über den Halbleiterkörper hinausragenden Leitbahnen ergeben und die Leitbahnen selbst zerstört werden.
• Es sind bereits Materialien bekannt, die ätzbeständig sind und zur Maskierung bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen verwendet werden. So werden vielfach zur Abdeckung derjenigen Teile, die von der Ätzflüssigkeit nicht angegriffen werden sollen, Lackmasken verwendet, die auf bekannte Weise photolitographisch hergestellt werden. Diese Maskierungstechnik eignet sich nur für kurze Ätzzeiten, da bei längerer Ätzdauer der Photolack aufgelöst oder abgelöst wird. Diese Ätztechnik ist für die Herstellung von "beam-lead-Anordnungen" ungeeignet, da hier die Gesamtdicke der Halbleiterscheibe von ca. 200 bis 3oo/um durchgeätzt werden muß.
• Das erfindungsgemäne Verfahren hat dagegen den Vorteil, daß auf eine Ätzmaske ganz verzichtet werden kann. Die Halbleiterscheibe wird von der den Leitbahnen gegenüberliegenden Oberflächenseite aus bis auf eine Restdicke von beispielsweise 3o/um mit einer Diamant- oder Gatterdrahtsäge angesägt und im Anschluß daran beispielsweise durch Aufsprühen einer Ätzflüssigkeit au£ die OberflichonrAckseie der Halbleiterscheibe völlig zerteilt.
• Die Erfindung soll im weiteren anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
• Die Figur 1 zeigt,teils im Schnitttteils in einer perspektivischen Ansicht einen Teil einer Halbleiterscheibe 1,-beispielsweise aus Silizium, aus der eine Vielzahl gleichartiger Planartransistoren hergestellt werden0 Hierzu wird die Halbleiterscheibe vom ersten Leitungstyp mit einer diffusionshenumen den Schicht 5, beispiels-weise aus Siliziumdioxyd, bedeckte Da nach werden in den Halbleiterkörper durch in die Oxydschicht 5 mit HiLfe der bekannten Photolack- und Maskierungstechnik eingebrachte Diffusionsfenster Störstellen eindiffundiert, die im Halbleiterkörper Basiszonen 2 vom zweiten Leitungstyp erzeugen. In diese Basiszonen werden schließlich noch Emitterzonen 3 eindiffundiert. In die wieder geschlos-sene Oxydschicht werden Kontaktierungsfenster eingebracht, in denen die auf der Oxydschicht 5 verlaufenden Leitbahnen 4 mit den Zonen der Halbleiterbauelemente in elektrischem Kontakt stehen.
• Die parallel zueinander verlaufenden Leitbahnen 4 sind meist mehrschichtig und bestehen beispielsweise aus siner Schichtenfolge Titan-Platin-Gold, wobei die Go-ldschlcht dick gegenüber allen anderen Schichten ist und beispielsweise galvanisch abgeschieden wurde In der Figur 2 ist ein aus zwei Drähten 6 be-ste-heudes Teil einer Gattersäge dargestellt, mit deren Hilfe von der den Leitbahnen gegenüberliegenden Oberflächenrückseite der Halbleiterscheibe aus parallele Gräben 7 in den Halbleiterkörper eingebracht werden0 Diese Gräben sind bei einer Gesamtdicke von 200 µm der Halbleiter scheibe beispielsweise 170/um tiefe Die parallelen und im rechten Winkel zueinander verlaufenden Gräben 7 befinden sich zwischen den sinzelnen Halbleiterbauelementen- und bestimmen durch ihre Br-eite die Länge des überstehenden Teils der Leitbahnen 4 bei der fertigen Halbleiter- -anordnung (Figur 4). Die Figur 3 zeigt noch eine perspektivi sche Ansicht auf die angesägte Oberflächenruckseite der Halbleiterscheibe lo Auf diese Oberflächenseite wird schließlich Flußsäure, Salzsaure, Salpetersäure oder ein Gemisch aus diesen Säuren solange aufgesprüht, bis die Restdicke der Halbleiterscheibe in den Gräben 7 durchgeatzt ist und die Halbleiterscheibe in ihre einzelnen Teile gemäß Figur 4 zerfällt.
• In der Figur 4 gezeigten fertigen Transistor-anordnung sind die Kontaktierungsfenster 8 gestrichelt. angedeutet0 Die Kollektor-und die Emitterleitbahn ragen an einer Seite über den Halbleiterkörper hinaus, während sich die Basisleitbahn in die entgegengesetzte Richtung erstreckt und dort über den Halbleiterkörper hinausragt0 Die Figur 5 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen' Verfahren hergestellte integrierte Halbleiterschaltung und zwar eine Diodenbrücke oder Graetz-Schaltung. Die vier Siliziumhalbleiterkörper 9, lo, tl und 18 sind beispielsweise n-dotiert und mit einer Siliziumdioxydschicht 5 bedeckt. In die drei Halbleiterkörper 9, 10 und 11 sind kleine Zonen vom p Leitungstyp eindiffundiert, die mit den rundgezeichneten Kontakten elektrisch an die von den Kontakten ausgehenden Leitbahnen angeschlossen sind. Die reohteckig dargestellten Kontakte 19 verbinden die n-leitenden Grundkörper mit den über die Halbleiterkörper hinausragenden lo bis 15/um dicken beam-lead-leitbahnen 14 und 16. Die Aussparungen 12 zwischen den vier Halbleiterkörpern 9, lo, 11 und 18 wurden durch Ansägen der Oberflächenrückseite des zunächst zusammenhängenden Halbleiterkorpers und durch anschliessendes Sprühätzen hergestellt. Der Halbleiterkörper 18 ergibt sich durch das Herstellungsverfahren und hat selbst keine elektrische Funktion. Er bleibt jedoch durch die Leitbahn 15 mit den elektrisch funktionellen Halbleiterkörpern 9, to und 11 mechanisch verbunden. Die über die Halbleiterkörper hinausragenden Enden der Leitbahnen 13, 14, 15 und 16 ergeben sich gleichfalls aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Zerteilen einer Halbleiterscheibe, die eine Vielzahl von Diodenbrückenschaltungen enthält.
• Das erfindunsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vort.il, daß Maskierungs- und die damit verbundenen komplizierten Justierprozesse beim Zerteilen einer Halbleiterscheibe entfallen und daß die Ätzdauer relativ kurz gehalten werden kann1 da der größte Teil des zu entfernenden Halbleitermaterials vor den ätzprozeß in einem technologisch einfach zu beherrschenden Sägeprozess entfernt wurde. Beim Ätzen werden alle Teile der Oberflächenrückseite der Halbleiterscheibe gleichmäßig angegriffen Da das Halbleitermaterial in den Graben jedoch nur noh ca 30 µm stark ist, ist es für die mechanische Stabilität der fertigen Halbleiterkörper ohne Belang, daß die Dicke dieser einzelnen Halbleiterkörper bei der Ätzung gleichfalls um etwa 30 µm abnizmt.

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1) Verfahren zum Zerteilen einer eine Vielzahl von Bauelementen oder Schaltungen enthaltenden Halbleiterscheibe, auf deren einen Oberflachenseite dicke, selbsttragende mit den Elektroden der Bauelemente oder Schaltungen verbundene Leitbahnen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe von der den Leitbahnen gegenüberliegenden Oberflächenruckseite aus entlang den für die Teilung vorgesehenen Linien soweit angesägt wird, daß die Restdicke der Halbleiterscheibe an den Sägestellen klein gegenüber der Ausgangsdicke der Halbleiterscheibe ist, und daß die Halbleiterscheibe danach ohne eine Maskierung ihrer Oberflachenruckseite durch Ätzen in einzelne Baueinheiten zerteilt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe mit Diament- oder Gatter-Drahtsägen angesagt wird

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angesage Halbleiterscheibe durch Sprühatzen zerteilt wird,

4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ätzen der Halbleiterscheibe Flußsaure, Salzsäure, Salpetersäure oder ein Gemisch aus diesen Säuren verwendet wird.

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ca. 220/um dicke Halbleiterscheibe bis auf die Rest dicke von caO 30 µm an den Sägestellen angesagt wird0 L e e r s e i t e