DE1931245A1 - Process for dividing Mg-Al spinel substrate disks coated with semiconductor material and provided with components - Google Patents

Process for dividing Mg-Al spinel substrate disks coated with semiconductor material and provided with components

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DE1931245A1 DE19691931245 DE1931245A DE1931245A1 DE 1931245 A1 DE1931245 A1 DE 1931245A1 DE 19691931245 DE19691931245 DE 19691931245 DE 1931245 A DE1931245 A DE 1931245A DE 1931245 A1 DE1931245 A1 DE 1931245A1
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Description

Berlin mid Hüiiciion _......__Berlin mid Hüiiciion _......__

PAPA

Verfahren zum Zerteilen von mit Halbleitermaterial beschichteten und mit Bauelementen versehenen Mg-Al-Spinellsubstrat-Method for dividing Mg-Al spinel substrate coated with semiconductor material and provided with components

scheiben.slices.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerteilen einer Vielzahl von auf einer mit Halbleitermaterial beschichteten Mg-Al-Spinellsubstratscheibe befindlichen Halbleiterbauelenent3, insbesondere integrierten Schaltkreisen.The invention relates to a method for dividing a multiplicity of Mg — Al spinel substrate wafer coated with semiconductor material located semiconductor components3, in particular integrated circuits.

Ein wesentlicher Faktor in der Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltkreisen ist heutzutage, die Technologie und Konstruktion der Bauelemente auf die Forderung der Massenfertigung abausteilen.An essential factor in the manufacture of semiconductor components and integrated circuits nowadays, the technology and design of the components is on the demand the mass production.

Zur Herstellung von integrierten Schaltkreisen werden SiIiciumschichten epitaktisch auf Mg-Al-Spinellsubstratscheiben abgeschieden. Im Verlaufe einer Reihe von Verfahrensschritten der Planartechnik wie Eindiffundieren von p- oder n-leitenden Dotierungsstoffen und Oxidmaskierungen entstehen elektrische Schaltkreise, deren Dichte bis zu 10.000/cm beträgt. Um die einzelnen Bauelemente auf Sockel zu montieren und mit weiteren elektrischen Anschlüssen r;u versehen, sowie um diö durch Verfahrensfehler und- mechanische Einflüsse unbrauchbar gewordenen Bauelemente auszuscheiden, ist es notwendig, die beschichtete Spinellsübstratöcheibe in ihre einzelnen Elemente zu zerteilen. Auf Grund der sehr großen Härte der Spinellsubstratscheiben ergeben sich für eine zerstörungsfreie Zerteilung erhebliche Schwierigkeiten.Silicon layers are used to manufacture integrated circuits deposited epitaxially on Mg-Al spinel substrate disks. In the course of a series of process steps in planar technology such as diffusion of p- or n-conducting Dopants and oxide masks result in electrical circuits with a density of up to 10,000 / cm. To the to assemble individual components on the base and to provide additional electrical connections, as well as to do so due to procedural errors and- to eliminate mechanical influences that have become unusable components, it is necessary to remove the coated To divide the spinel substrate into its individual elements. Due to the very high hardness of the spinel substrate disks, a considerable amount of non-destructive fragmentation results Trouble.

Biese Schwierigkeiten v/erden durch das erfinäungsgöraäße Verfahren auf sehr einfache WeiseTgeiö'it, indem die Sßinelisübsträt-These difficulties are caused by the method according to the invention in a very simple way, by using the sweet

H 9/5OiAbo äat/is 1 ö 9 * 2 β M-S H 9 / 50Abo aat / is 1 ö 9 * 2 β MS

2*6.19692 * 6.1969

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scheibe vor. der Erzeugung der einzelnen Halbleiterbauelemente mit einer die <1OO>~Richtungen anzeigenden Markierung versehen wird, dann die Bauelemente so erzeugt v/erden, daß ihre Begrenzungslinien parallel zu den markierten <100>-Richtungen verlaufen, and die Zerteilung der gesamten Substratscheibe in die einzelnen Bauelemente längs dieser Linien durch Einritzen und mechanische Trennverfahren vorgenommen wird.washer forward. the production of the individual semiconductor components provided with a mark indicating the <1OO> ~ directions then the components are generated so that their boundary lines run parallel to the marked <100> directions, and the division of the entire substrate wafer into the individual components along these lines by scratching and mechanical Separation process is made.

Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, daß Spinellkristallscheiben, die im Zentrum punktförmig belastet werden, regelmäßig in vier Quadranten zerspringen, wobei die Bruchlinien in <100>-Richtung geradlinig verlaufen, gleichgültig, ob die Belastung senkrecht zu (100)- oder zu (111)-Ebenen erfolgt. Der Bruch verläuft nicht parallel zur (111)-Ebene, welche in der Literatur (Smakulas "Einkristalle" 1966, Seite 327; Springerverlag) als Spaltebene angeführt ist.The invention is based on the observation that spinel crystal disks, which are subjected to point loads in the center, break regularly into four quadrants, with the break lines in <100> direction run in a straight line, regardless of whether the load occurs perpendicular to (100) or to (111) planes. Of the Fraction does not run parallel to the (111) -plane, which in the literature (Smakulas "Monocrystals" 1966, page 327; Springerverlag) is listed as the cleavage plane.

Es liegt im Rahmen des Erfindungsgedankens, die Markierung der <100>-Richtungen und damit der Richtung der äußeren Begrenzung der einzelnen Bauelemente durch ein mechanisches Eindrüekverfahren durchzuführen. Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, eine pyramidenförmige Diamantspit^e, wie sie bei der Messung der Härte nach Vickers verwendet wird, zu benützen. An den Ecken der rhombischen Bindrückfigur entstehen dann Einrisse, W deren Richtung parallel zu <^ 100 y verläuft.It is within the scope of the concept of the invention to mark the <100> directions and thus the direction of the outer boundary of the individual components by means of a mechanical indentation process. It has proven to be very advantageous to use a pyramid-shaped diamond tip, as is used when measuring hardness according to Vickers. Tears then appear at the corners of the rhombic backbone figure, W the direction of which runs parallel to <^ 100 y .

Es ist aber ebenso möglich, die Markierung der <100>-Richtungen auf röntgenografischem Wege festzulegen.However, it is also possible to mark the <100> directions to be determined by radiographic means.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung erfolgt die Zerteilung der Substratscheibe durch Anwendung mechanischer Kräfte längs der eingeritzten Linien. Dabei hat es sich als sehr günstig erwiesen, den notwendigen Druck mittels einer Walze aus hartem Material, insbesondere einer Stahlwalze, zu erzeugen. . " .According to an embodiment according to the teaching of the invention the fragmentation of the substrate wafer by using mechanical Forces along the incised lines. It has proven to be very beneficial to apply the necessary pressure by means of a Roller made of hard material, in particular a steel roller, too produce. . ".

Die Zerteilüiig der Spineilsübstratseheibe kann aber auch durchThe splitting of the Spineilsübstratseheibe can also through

VA 9/501/480 109828/161? „3- VA 9/501/480 109828/161? "3-

BADORtGiNAl,BADORtGiNAl,

ein thermisches Trennverfahren, z.B. mittels Antippen der Trennlinien mit einem erhitzten Keil oder einer erwärmten Spitze, erfolgen.a thermal separation process, e.g. by tapping the separation lines with a heated wedge or tip.

Eine weitere Möglichkeit der Zerteilung in die einzlnen Halbleiterbauelemente ist durch ein Flüssigkeitsbad mit Hilfe von Ultraschall gegeben.Another possibility of dividing into the individual semiconductor components is given by a liquid bath with the help of ultrasound.

Das Verfahren nach der Lehre der Erfindung ist besonders gut geeignet zur Herstellung von integrierten Halbleiterschaltkreisen in auf Mg-Al-Spinellsubstratscheiben epitaktisch abgeschiedenen Siliciumschichten. Es ist aber ebenso anwendbar auch für epitaktische Schichten aus anderen Halbleitermaterialien, wie beispielsv/i
oder Siliciumcarbid.
The method according to the teaching of the invention is particularly well suited for the production of integrated semiconductor circuits in silicon layers epitaxially deposited on Mg-Al spinel substrate wafers. However, it can also be used for epitaxial layers made of other semiconductor materials, such as, for example, v / i
or silicon carbide.

lien, wie beispielsweise Germanium oder A B -Verbindungenlien, such as germanium or A B compounds

Die Figuren 1 und 2 zeigen im Ausschnitt zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Einritzlinien 10 und 20 versehene Mg-Al-Spnell-Kristallscheiben 1 und 2, wobei die Figur 1 eine in <100>-Richtung orientierte Kristallscheibe, die Figur 2 eine in <111>-Richtung orientierte Kristallscheibe zeigt.Figures 1 and 2 show in detail two according to the invention Method with incised lines 10 and 20 provided Mg-Al-Spnell crystal disks 1 and 2, FIG Crystal disk oriented in the <100> direction, FIG. 2 shows a crystal disk oriented in the <111> direction.

9 Patentansprüche
2 Figuren
9 claims
2 figures

PA 9/501/480 109828/1617 PA 9/501/480 109828/1617

Claims (9)

PatentansprücheClaims 1J Verfahren zum Zerteilen einer Vielzahl von auf einer mit Halbleitermaterial beschichteten Mg-Al-Spinellsubstratscheibe bo findlichen Halbleiterbauelementen, insbesondere integrierten Schaltkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinellsubstratscheibe vor der Erzeugung der einzelnen Halbleiterbauelemente mit einer die < 100/"-Richtungen anzeigenden Markierung versehen wird,, daß dann die Bauelemente so erzeugt werden, daß ihre Begrenzungslinien parallel zu den markierten ./"!00 ./"-Richtungen verlaufen und daß die Zerteilung der gesamten W Qp Substratscheibe in die einzelnen Bauelemente längs dieser Linien durch - und mechanische Trennverfahren vorgenommen wird.1 J Method for dividing a large number of semiconductor components, in particular integrated circuits, sensitive to a Mg-Al spinel substrate disk coated with semiconductor material, characterized in that the spinel substrate disk is provided with a marking indicating the <100 / "directions before the individual semiconductor components are produced will, that the components are then produced in such a way that their boundary lines run parallel to the marked ./"!00 ./" -directions and that the entire W Qp substrate wafer is divided into the individual components along these lines by - and mechanical separation processes is made. 2..Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung durch"ein mechanisches Eindruckverfahren erfolgt.2..A method according to claim 1, characterized in that that the marking by "a mechanical indentation process he follows. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine pyramidenförmige Diamantspitze verwendet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that that a pyramidal diamond tip is used. 4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß die 410Ox-Richtung4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the 410Ox direction fc auf röntgenographisehern liege festgelegt wird.fc lie on röntgenographisehern is set. 5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, d a durch g e k e η η ζ ei; i c h η e t , daß durch Anwendung mechanischer Kräfte längs der eingeritzten linien die mit der Halbleiterschicht versehene Spinellsubstratscheibe in die einzelnen Halbleiterbauelemente zerlegt wird.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, since by geke η η ζ e i; I η et that by applying mechanical forces along the incised lines, the spinel substrate disk provided with the semiconductor layer is broken down into the individual semiconductor components. 6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, d a durch gekennzeichnet, daß der für die Zerteilung notwendige Druck mittels einer Walze aus hartem Material insbesondere einer Stahlwalze, erhalten wird.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, d a through marked that the one for the fragmentation necessary pressure is obtained by means of a roller made of hard material, in particular a steel roller. SA 9/501/480 109828/1617 -5-SA 9/501/480 109828/1617 -5- 7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerteilung in die einzelnen Halbleiterbauelemente durch ein thermisches Trennverfahren erfolgt.7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the division takes place in the individual semiconductor components by a thermal separation process. 8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß die Zerteilung in die einzelnen Halbleiterbauelemente in einem Flüssigkeitsbad mit Hilfe von Ultraschall durchgeführt wird.8. The method according to at least one of claims 1 to 7, d a through characterized in that the division into the individual semiconductor components in a liquid bath is carried out with the help of ultrasound. 9. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung von integrierten Halbleiterschaltkreisen in auf Mg-Al-Spinellsubstratscheiben epitaktisch abgeschiedenen Siliciumschichten.9. Use of the method according to at least one of the claims 1 to 8 for the production of integrated semiconductor circuits in epitaxially on Mg-Al spinel substrate disks deposited silicon layers. PA 9/501/480 109828/1617 PA 9/501/480 109828/1617 Leersei teBlank page
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