[發明專利]一種功率芯片的劃片方法及半導體器件

有效

• 申請號: 201811136919.8
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109449084B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 武偉;李現兵;韓榮剛;吳軍民;張喆;張朋;林仲康;唐新靈;石浩;王亮
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;H01L21/78
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

本發明公開了一種功率芯片的劃片方法及半導體器件，其中，該劃片方法包括如下步驟：在晶圓正面的劃片道位置上形成劃片槽，劃片槽露出晶圓背面的金屬層；在劃片槽內填充塑封材料；采用刀片切割方式對晶圓進行切割，得到若干個獨立的芯片。該功率芯片的劃片方法，先在晶圓的正面制備劃片槽，劃片槽延伸至晶圓背面的金屬層，這樣可以大大降低后續采用金剛石砂輪劃片進行機械切割的切割強度；之后，在劃片槽內填充塑封材料，塑封材料對芯片的側壁進行了保護，提高了芯片的耐壓等級；最后，采用刀片切割晶圓得到若干個獨立的功率芯片；解決了現有技術中功率芯片采用機械切割方式進行劃片導致在劃片后的芯片正反兩面邊緣處產生崩邊的問題。

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，具體涉及一種功率芯片的劃片方法及半導體器件。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)屬于電壓控制型電力電子器件，具有輸入阻抗大、驅動功率小、控制電路簡單、開關損耗小、開關速度快、工作頻率高、元件容量大、無吸收電路等優點，已廣泛應用于工業變流、電力牽引等領域。

直流輸電技術不僅能夠用于遠距離大容量輸電和電力系統聯網，而且可以實現海底電纜輸電、大型城市地下電纜輸電，是實現能源優化配置和綜合利用的重要技術支撐。高壓直流輸電(HVDC)技術需要換流閥作為電能變換裝置完成AC－DC的整流和DC－AC的逆變，IGBT器件已經成為了高壓大功率換流閥中最理想的半導體開關器件之一。

目前，在功率芯片的晶圓劃片中多采用金剛石砂輪劃片的機械切割方式。由于采用機械應力去除劃片槽，導致在劃片后的芯片正反兩面邊緣處產生崩邊，一方面會造成芯片終端保護層的崩裂和脫落，另一方面劃片產生的微裂紋會沿芯片邊緣向芯片終端內部進行擴展，進而導致芯片終端結構破壞，導致芯片耐壓失效。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種功率芯片的劃片方法及半導體器件，以解決現有技術中功率芯片采用機械切割方式進行劃片導致在劃片后的芯片正反兩面邊緣處產生崩邊的問題。

根據第一方面，本發明實施例提供了一種功率芯片的劃片方法，包括如下步驟：在晶圓正面的劃片道位置上形成劃片槽，所述劃片槽露出晶圓背面的金屬層；在所述劃片槽內填充塑封材料；采用刀片切割方式對所述晶圓進行切割，得到若干個獨立的芯片。

可選地，在晶圓正面的劃片道位置上形成劃片槽的步驟之前，還包括：在晶圓正面覆蓋光刻膠；去除劃片道上的所述光刻膠，以露出所述劃片道。

可選地，采用刀片切割方式對所述晶圓進行切割的步驟之前，還包括：去除晶圓正面的所述光刻膠。

可選地，在晶圓正面的劃片道位置上形成劃片槽的步驟之前，還包括：在晶圓背面覆蓋薄膜層。

可選地，在晶圓正面的劃片道位置上形成劃片槽的步驟中，包括：采用等離子干法刻蝕工藝在晶圓正面的劃片道位置上形成劃片槽。

可選地，所述劃片槽的頂部大于底部。

可選地，所述劃片槽的側壁與晶圓底部的夾角為45－90度。

可選地，所述劃片槽的側壁呈鋸齒狀。

可選地，所述塑封材料包括熱膨脹系數在6－7ppm/℃范圍內的高分子材料。

可選地，在所述劃片槽內填充塑封材料的步驟中，包括：采用噴涂方式在所述劃片槽內填充塑封材料。

根據第二方面，本發明實施例提供了一種半導體器件，采用如本發明第一方面中任一所述的功率芯片的劃片方法制備而成。

本發明具有如下優點：