[發明專利]一種化合物半導體器件的背面制程方法

有效

• 申請號: 201710624897.9
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107579032B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 周澤陽;邱宗德;莊秉翰;魏鴻基;程海英;吳小琦
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/768;H01L21/78
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

本發明公開了一種化合物半導體器件的背面制程方法，是在III?V族化合物半導體晶片的背面依次沉積形成NiV/TiW的粘合層以及Au層，然后將激光聚焦在完成背面金屬制程的晶片背面并進行二次掃描，其中第一次掃描形成深度為所述晶片總厚度40～60％的切槽，第二次掃描重復第一次掃描的路徑以將晶片切割成分立的小芯片。通過NiV/TiW粘結層的設置，提高了背面金屬和III?V族化合物半導體之間的層間結合能力，制成的晶片可以直接用激光掃描切割達到劃片的目的，而無需蝕刻背面金屬形成切割道再來進行切割，不僅減少了黃光、刻蝕等多項工藝，而且解決由非均勻腐蝕引起的變色的缺陷，切割后的產品其邊緣不會出現金屬剝離的現象，顯著提高產品的良率。

技術領域

本發明涉及半導體器件制作工藝，特別是涉及一種化合物半導體器件的背面制程方法。

背景技術

異質結雙極晶體管(HBT)以及高電子遷移率晶體管(HEMT)是重要的半導體電子器件，在微波、毫米波、光電等領域具有重要的應用。先進的多功能器件不僅要考慮集成電路的性能，而且需要考慮產品成本的降低。為了實現這一目標，對可靠制造工藝的開發和改進進行了許多努力。

器件背面制造過程是集成半導體器件的制造的一個關鍵流程步驟之一。無論器件類型和功能，都需要為在半導體芯片的前表面上制造的那些晶體管提供接地。接地盤由表面金屬層，背面通孔和背面金屬層組成，背面金屬層通過背面通孔與表面金屬層電接觸。通常HBT或者HEMT器件先從前端表面開始制作表面金屬層。后端制程通常需要機械研磨使晶片厚度變薄以方便后續的晶片通孔刻蝕工藝。孔洞的位置、大小和形狀通過使用傳統的光刻技術、干法或濕化學蝕刻來制成。背側金屬層沉積在晶片背側上，由此可以實現經由背側通孔與表面金屬層的良好電接觸。接地面的表面金屬層不僅通過通孔與整個背側金屬層電接觸，而且熱接觸，充當散熱器的正面器件。

通常，傳統的器件背面工藝包含背面切割道的制程，是通過光刻技術蝕刻背面金屬以形成切割道；然后是晶片和晶片支撐材料的分離，有熱分離法或者溶劑分離法等；最后通過對應切割道的位置將晶圓切成小芯片。形成背面切割道需要黃光制程以及金屬的化學蝕刻等步驟，過程十分繁瑣，時間、材料及人力成本都較高，這是由于傳統的機械式劃片方法無法切割5μm左右厚度的背面金屬層，因而必須加以蝕刻形成切割道。

激光劃片是近來發展的新技術，可以直接對金屬或半導體實施切割。但是對于半導體和金屬的復合結構——例如完成背面金屬制程的GaAs半導體晶片，背面金屬的主流工藝是 TiW/Au的復合層，TiW與GaAs半導體之間通過范德華力結合，結合力較弱，激光切割后在兩者的接觸面邊緣極易產生金屬剝離的現象，而導致產品的可靠性失效，因而仍然不可避免的需要先進行切割道制程，難以直接進行切割。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種無需形成切割道的化合物半導體器件的背面制程方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種化合物半導體器件的背面制程方法包括以下步驟：

1)將已完成正面制程的III-V族化合物半導體晶片以正面向下的方式貼合于支撐材料上，進行研磨減薄以及制作背面通孔的工藝；

2)于所述晶片背面沉積NiV層，所述NiV層由質量分數為90～97％的鎳以及3～10％的釩組成，厚度為3～200nm；

3)于所述NiV層上沉積TiW層，所述TiW層厚度為2～10nm；

4)于所述TiW層上沉積Au層，所述Au層的厚度為0.5～25μm；

5)將完成背面金屬制程的晶片與支撐材料分離，利用激光劃片技術，將激光聚焦在晶片背面并進行二次掃描，其中第一次掃描形成深度為所述晶片總厚度40～60％的切槽，第二次掃描重復第一次掃描的路徑以將所述晶片切割成分立的芯片。