[發(fā)明專利]用于用晶片制造半導體芯片的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580045426.8
• 申請日: 2005-11-07
• 公開（公告）號: CN101095222A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·施皮茨;A·格拉赫;F·哈恩
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L29/866
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾立

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的、用于用晶片制造半導體芯片的方法，以及一種根據(jù)權(quán)利要求11前序部分的、借助該方法制造的半導體器件。

半導體器件，例如二極管、晶體管或者晶閘管通常包含被封裝在殼體中的半導體芯片。這些半導體芯片通常用一個晶片制造，該晶片通常包含非常多的相同的半導體芯片。在晶片完成之后，通常在最后的金屬化步驟之后，芯片被從晶片中分離出來。芯片的分離(Vereinzeln)通常借助金剛石鋸來進行。該鋸割工藝可以相對簡單地實現(xiàn)，但是缺點是沿著切割面在整個芯片邊緣產(chǎn)生晶體缺陷，這些晶體缺陷延伸到芯片中直到幾十微米的深度。這些晶體缺陷特別是在具有位于芯片邊緣的pn結(jié)的器件情況下是重要的。在這種情形中，pn結(jié)在有缺陷的晶體區(qū)的區(qū)域中終止并且在那里受損傷。在Z-二極管中，由此例如可以觀察到截止電流的明顯的升高。

已經(jīng)公開，例如通過將側(cè)面的芯片邊緣蝕刻來將有缺陷的晶體區(qū)域去除，并且由此也降低截止電流。然而，這要求附加的昂貴的和成本高的工藝步驟。

因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于由晶片分離半導體芯片、特別是Z-二極管的方法，該方法在芯片的pn結(jié)區(qū)域中引起較少的晶體缺陷。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過在權(quán)利要求1中以及在權(quán)利要求11中所說明的特征來解決。本發(fā)明的另外的擴展方案是從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明的一個重要的思想在于，在晶片完成之后(通常在最后的金屬化工藝之后)在晶片表面產(chǎn)生給定折斷部(Sollbruchstellen)，優(yōu)選的是以線形的凹槽形式，并且將晶片沿著這些給定折斷部來折斷，以將半導體芯片分離。折斷晶片的顯著優(yōu)點是，與鋸割相比，在芯片的側(cè)面上形成較少的晶體缺陷。特別是在Z-二極管或者齊納二極管的情況中，由此可以降低截止電流。

此外，并不一定要求在分離之后將芯片的側(cè)面進行再處理，以去除晶體缺陷，由此可以節(jié)省附加的工藝步驟。原則上，此外自然也可在折斷之后將芯片邊緣過蝕刻，以在某些情況中再進一步降低截止電流。然而，在此優(yōu)選的是選擇優(yōu)選為小于10μm的明顯更小的蝕刻去除量，因為有缺陷的晶體區(qū)域不再延伸到大的深度中(閃蝕刻(Flashaetzen))。所有在半導體技術(shù)中所使用的蝕刻方法都可以用作蝕刻方法。蝕刻工藝也可以在較遲的時刻、例如在焊接安裝之后進行。

根據(jù)本發(fā)明的用于分離半導體芯片的方法特別是可以應(yīng)用于這樣的器件，其半導體芯片具有一個達到芯片的側(cè)面邊緣的pn結(jié)，并且特別是這樣的pn結(jié)，其在芯片的邊緣區(qū)域中具有比在芯片的中心小的電荷密度差。由此，空間電荷區(qū)在邊緣上比在芯片中心延伸得更遠，使得在邊緣區(qū)域中的電場強度也下降。pn結(jié)的這種特殊的布局的優(yōu)點是，該器件相對于在芯片的側(cè)面的邊緣上的晶體缺陷相對不敏感。半導體芯片的側(cè)面的折斷邊緣由此不必再例如通過蝕刻來再加工，以去除晶體缺陷。

其中pn結(jié)在芯片的邊緣區(qū)域中終止的合適的器件例如是二極管、Z-二極管、齊納二極管、晶體管、晶閘管等等。合適的具有帶減小的邊緣場強的pn結(jié)的器件特別是ZR-二極管。

給定折斷部優(yōu)選地例如借助金剛石鋸通過鋸割來產(chǎn)生。任選地，給定折斷部例如也可以借助帶有隨后的濕蝕刻或者干蝕刻的光刻方法或激光來產(chǎn)生。

在晶片表面中制造給定折斷部時，優(yōu)選地要注意，給定折斷部的深度比在芯片的邊緣區(qū)域中的pn結(jié)的深度小。即給定折斷部不應(yīng)該超出該pn結(jié)。這特別是適合于通過鋸割晶片表面來制造給定折斷部，因為否則在pn結(jié)的區(qū)域中的晶體結(jié)構(gòu)又會被損壞。

給定折斷部或者可以產(chǎn)生在晶片的正面、背面上或者在其正面和背面中。

給定折斷部關(guān)于晶片的晶體結(jié)構(gòu)的取向優(yōu)選地這樣選擇，使得其與容易被折斷的晶面平行地延伸。另外的取向也同樣可以被選擇，然而較不利。

在(100)取向的硅晶片情況中，給定折斷部優(yōu)選地平行于或者垂直于(100)取向平面延伸，其中產(chǎn)生了矩形的芯片。在使用(111)取向的硅晶片的情況中，也可以制造六角形的半導體芯片。在這種情況中，給定折斷部關(guān)于(110)特征平面成30°和90°角地延伸。單個芯片的折斷邊緣在這種情況中又在容易折斷的(111)晶面的方向上伸展。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施形式，晶片在芯片的分離之前被施加到一個薄膜上，優(yōu)選被施加到一個自粘附的薄膜上，并且在這種狀態(tài)中被折斷。在折斷之后，薄膜可以被延伸并且單個的芯片可以直接從薄膜上取下用于進一步的加工，例如用于焊接或者用于封裝。

在這種情形中，晶片優(yōu)選地在朝著薄膜的方向上被折斷。通過這種方式避免了芯片在折斷時彼此摩擦并且被損壞。