[發明專利]表面形成玻璃層的硅晶圓及其制造方法

有效

• 申請號: 201110111020.2
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102208370A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 張倉生;郭宗裕
• 申請（專利權）人: 昆山東日半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;嚴志平

技術領域

本發明涉及一種表面具有鈍化層的硅晶圓及其制造方法，尤其是一種應用于硅晶圓切割制程的表面形成玻璃層的硅晶圓及其制造方法。

背景技術

硅晶圓是通過一系列氧化層成長、微影技術、蝕刻、清洗、雜質擴散、離子植入及薄膜沉積等制作過形成的，其制作過程多達兩三百個步驟。由于硅晶圓的整體制程繁雜，以致于硅晶圓的切割制程一直是業界非常重視的一環。因為硅晶圓切割后會影響原有硅晶圓的特性，或切割后良品率低，抑或切割速度過慢導致成本提高等問題，都會對硅晶圓的整體生產成本造成嚴重負擔。

然而，由于硅晶圓的材料特性，使得硅晶圓往往具有高硬度及高脆度等特性，大大提升了其在機械加工上的困難。加工后的硅晶圓表面易產生缺陷、破裂及裂痕等問題，又再加上清洗烘干等繁瑣步驟，使得硅晶圓切割成為一門重要且專精的技術。

舉例來說，硅晶圓在經過一系列加工后，最終可制成整流二極管。整流二極管是在高純度的四價硅中分別添加三價及五價的雜質，以分別形成P型半導體及N型半導體，再通過接合P型半導體及N型半導體才能具有單向導通的效果。在外加電壓為順向偏壓時，整流二極管為導通狀態，反之，在外加電壓為逆向偏壓時則無法導通。然而在逆向偏壓下，電流會經由硅晶圓的切割面透過空氣由N型半導體流向P型半導體，即產生所謂的逆向漏電現象。因此整流二極管的制程上會在硅晶圓的切割處進行鈍化處理，以隔絕空氣及污染并防止發生漏電現象。

用于鈍化處理的鈍化層可選用材料為氧化硅、硅膠或者玻璃三類，其中又以玻璃具有絕緣性佳、抗高電壓及抗濕氣等特性，是最好的鈍化層材料。

圖1為已知技術中硅晶圓表面形成玻璃層的硅晶圓結構示意圖。

如圖1所示，已知技術中燒結后的玻璃層11厚度均勻，使得切割后容易發生上述的破裂或崩角等外觀不良的硅晶圓10，且容易影響硅晶圓10的特性，并大幅降低硅晶圓10切割良品率進而導致成本增加。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種玻璃層具有厚度差異且可有效降低切割過程中鈍化層破裂機率，提高成品率的表面形成玻璃層的硅晶圓及其制造方法。

為達到上述目的，本發明是通過以下的技術方案來實現的：

表面形成玻璃層的硅晶圓，包括硅晶圓和玻璃層，其中玻璃層為鈍化層，其特征在于，所述的硅晶圓表面用于晶粒切割的區域形成圖案化的溝槽，所述的玻璃層設置在溝槽內，且所述的玻璃層的中間厚度比外側厚度薄。

此外，玻璃層包括第一干燥層和第二干燥層兩層結構，其中，第一干燥層涂布在所述的溝槽表面，而第二干燥層則涂布在第一干燥層的表面。

表面形成玻璃層的硅晶圓的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一硅晶圓，其中該硅晶圓表面用于晶粒切割的區域形成圖案化的溝槽；

涂布玻璃溶液于上述的溝槽內，其中該玻璃溶液由液態結合液、玻璃結合粉和玻璃粉末混合形成；

進行第一干燥處理：在第一溫度條件下將上述的玻璃溶液干燥，得到第一干燥層；

涂布玻璃溶液于所述的第一干燥層上；

進行第二干燥處理：將所述的硅晶圓翻轉180度使其溝槽面朝下，在第二溫度條件下將所述的玻璃溶液干燥，得到第二干燥層；

以及，將上述的第一干燥層和第二干燥層進行燒結處理。

其中，制備所述的玻璃溶液的過程為：首先將所述的液態結合液和所述的玻璃結合粉在第三溫度條件下混合，待所述的玻璃結合粉完全溶解后，再添加所述的玻璃粉末并滾動該玻璃溶液至少24小時。

在上述過程中，玻璃結合粉與液態結合液之間的重量百分比為6.4～7.8，第三溫度為85℃～98℃，玻璃粉末與玻璃溶液之間的重量百分比為85～110。

此外，在玻璃溶液中還可包括一鋁球，此種玻璃溶液的過程為：將所述的液態結合液與玻璃結合粉在第三溫度條件下混合，待所述的玻璃結合粉完全溶解后，再添加玻璃粉末和鋁球，并滾動所述的玻璃溶液至少24小時。

在此過程中，所述的玻璃結合粉與液態結合液之間的重量百分比為6.4～7.8，第三溫度為85℃～98℃，玻璃粉末與玻璃溶液之間的重量百分比為85～110，而鋁球與玻璃溶液之間的重量百分比則為16～18.5。

另外，上述的第一溫度為105℃～130℃、第二溫度為105℃～130℃。