[發明專利]一種帶電極的反向臺面超薄晶片及其制備方法

在審

• 申請號: 201810921268.7
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109103080A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 李洋洋;薛海蛟;胡文
• 申請（專利權）人: 濟南晶正電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L21/28
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 張娟

本發明公開了一種帶電極的反向臺面超薄晶片及其制備方法，從上而下包括上電極、目標晶片、下電極、隔離層和支撐襯底晶片；其中目標晶片的厚度為10~80μm，目標晶片的材料為鉭酸鋰、鈮酸鋰或石英；上電極和下電極均為厚度為5nm~1μm的金屬膜，支撐襯底晶片的厚度為0.2~1mm，支撐襯底晶片的材料為硅、石英或玻璃，并且目標晶片和支撐襯底晶片的材料不同；本申請的帶電極的反向臺面超薄晶片，從上而下包括上電極、目標晶片、下電極、隔離層和支撐襯底晶片；采用隔離層將目標晶片和支撐襯底晶片連接，其中目標晶片的表面質量好，表面平整度高，因而與目標晶片連接的上電極和下電極的有效面積大，制備的諧振器的頻率穩定性高。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體說是一種帶電極的反向臺面超薄晶片及其制備方法。

背景技術

超薄晶片在一些應用領域有較大的需求。比如，石英諧振器需要使用5~70μm的超薄石英晶片；高靈敏度紅外熱釋電傳感器需要使用5~60μm的超薄鉭酸鋰晶片等。超薄晶片在后期加工、封裝及使用過程中，常因厚度小、力學性能較差，容易受力破碎，大大影響了加工成品率以及使用的穩定性。因此，人們設計了一種反向臺面結構，即在超薄晶片的下面添加支撐，可大大降低晶片的碎片率，并且方便操作。以晶振中使用的石英晶振為例，人們常使用一整塊石英晶體，并在整塊石英晶體的背面采用腐蝕、刻蝕等工藝把石英的部分區域減薄到大約20μm左右，從而制備反向臺面結構。

目前帶電極的反向臺面超薄晶片中目標晶片的表面質量較差，粗糙平整度低，因而與其連接的電極層不連續，電機的有效面積小，從而影響諧振器的頻率穩定性，研究發現，當電極表面斑痕多并且面積大時，諧振器甚至可以停振，并且由于晶振振動時因摩擦造成的損耗與晶片表面光滑度有關，因此目前帶電極的反向臺面超薄晶片制備的諧振器的頻率穩定性差，使用壽命低。

超薄晶片在制備成器件的使用過程中，歐姆接觸電極制備多為不可或缺的工藝，同時也是十分重要的工藝，其工藝的好壞，不僅僅影響半導體器件的光電轉換率，還會直接影響器件的可靠性和壽命。但是，晶片減薄到幾微米到幾十微米厚度之后，晶片的機械強度大大降低，并且在后續的清洗、蒸鍍電極等工藝過程中都需要對晶片進行轉移，甚至會對晶圓表面施加機械作用力，晶片非常容易發生碎裂，從而導致成品率低。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種帶電極的反向臺面超薄晶片及其制備方法。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

一種帶電極的反向臺面超薄晶片，從上而下包括上電極、目標晶片、下電極、隔離層和支撐襯底晶片；其中目標晶片的厚度為10~80μm，并且目標晶片的總體厚度偏差TTV為0.005~1μm，表面粗糙度≤0.2nm，目標晶片的材料為鉭酸鋰、鈮酸鋰或石英；隔離層為二氧化硅，厚度為100~4000nm；上電極和下電極均為厚度為5nm~1μm的金屬膜，所述金屬為金、銀、銅或鉑；支撐襯底晶片的厚度為0.2~1mm，支撐襯底晶片的材料為硅、石英或玻璃，并且目標晶片和支撐襯底晶片的材料不同。

優選的，目標晶片的材料為鉭酸鋰，支撐襯底晶片的材料為硅。

本發明還包括一種帶電極的反向臺面超薄晶片的制備方法，包括以下步驟：

①準備目標晶片和支撐襯底晶片，目標晶片的材料為鉭酸鋰、鈮酸鋰或石英；支撐襯底晶片的材料為硅、石英或玻璃，并且目標晶片和支撐襯底晶片的材料不同；

②對目標晶片進行清洗；

③在目標晶片的一面制備一層金屬膜作為下電極，然后在下電極面采用化學氣相沉積工藝制備一層二氧化硅作為隔離層；得到帶有二氧化硅隔離層的目標晶片；其中下電極為厚度為5nm~1μm的金屬膜，所述金屬為金、銀、銅或鉑；制作下電極采用的工藝為沉積法、濺射法、真空蒸發鍍膜法或化學鍍法；隔離層的厚度為100~4000nm；