[實用新型]一種六邊形蜂窩狀雙溝槽光刻版

有效

• 申請號: 202220088381.3
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN216901318U
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 虞旭俊;金家斌;王俊;賀鴻浩;朱燕飛;毛建軍;任亮
• 申請（專利權）人: 杭州賽晶電子有限公司
• 主分類號: G03F1/26
• 分類號: G03F1/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本實用新型公開了一種六邊形蜂窩狀雙溝槽光刻版，涉及半導體器件的制造。本實用新型將傳統OPEN JUNCTION酸洗工藝中才會使用的六邊形蜂窩狀排布，通過光刻掩膜版的設計，應用于GPP玻璃封裝的工藝中，并通過引入雙溝槽，使晶片在完成刀刮工藝的玻璃保護后可以使用激光進行切割。本實用新型的優點是操作簡便，設備輔材投入成本降低，且大大提高晶片的使用效率，增加了產品的切割速度，顯著提高了產品的經濟效益。

技術領域

本實用新型涉及半導體分立器件(二極管)制造的技術領域，特別是涉及一種六邊形蜂窩狀雙溝槽光刻版。

背景技術

二極管因其具有單向導通的性質，無論是在家用電路還是在特種電路市政電路中，都是必不可少的分立器件之一。我國最早從上世紀50年代便開始了研究與生產。近年來隨著國家對于環境保護的重視，各企業的環保意識逐漸增強。傳統的Open Junction酸/堿洗開槽生產芯片的工藝(后稱OJ工藝)，由于其需要使用大量酸液或堿液，產生大量的污水排放，而逐漸被另外一種更加環保，且產品可靠性更強的生產工藝Glass Passivated玻璃鈍化工藝(后稱GPP工藝)所取代。

GPP工藝顧名思義，采用耐高電壓的鈍化玻璃與二極管的PN結合的方式，使得產品在高壓、高溫、浪涌等情況下更加可靠。但是產品的生產成本是傳統OJ工藝的數倍。而其在玻璃與PN結鈍化結合工藝上的不同，還可以分為：電泳法、刀刮法和光阻法。由于電泳法生產出的GPP芯片可靠性較差，故現在國內的GPP工藝主要采用刀刮法和光阻法兩種。相比而言，刀刮法工序較簡單，成本較于光阻法要低許多，因而其在國內的應用非常廣泛。

二極管芯片中最常見的芯片形狀有兩種分別為：正方形和正六邊形。正方形的管芯一般較小，應用于手機電腦等對于芯片大小有嚴格要求的消費電子中。而正六邊形的二極管芯片則廣泛應用于汽車電子中。

當前工藝下各廠家的刀刮法工藝在基本的圖形結構設計上并無太大差別，如圖1的傳統工藝的H220mil六邊形芯片版圖所示。圖1中從左至右分別為：一次正面曝光，一次背面曝光，二次套刻曝光。其中正面線寬為9mil(微英寸)，圓角弧度為R＝13mil，背面線寬為2mil，二次套刻曝光對版規格為H198mil，芯片出點率為195顆。

傳統刀刮法雖然成本較低，但是存在三個劣勢：

第一：傳統刀刮法生產的芯片無法采用激光正面切割，因此當前對于刀刮工藝的產品，只能采用砂輪正面切割，或者激光背面切割。砂輪正面切割受限于玻璃切割的難度，只能采用低速切割＜10mm/s，效率不到常規激光器(切割速度＞100mm/s)的10％。而激光背面切割，雖然可以保持高速高效，但是需要通過后道工序人工裂片的方式來得到完整的芯粒，這會產生由于人為因素而引起的玻璃損傷，同時也大幅度增加了用工成本。

第二：六邊形二極管現在有兩種排布方式，一種是平行切割排布，另一種是蜂窩狀排布。平行切割的排布方式可以用于任意一種二極管芯片生產工藝，不論是OJ工藝還是GPP工藝，都可以切割獲得，但是會損失一個三角形，如圖1所示。為了增加芯片的出點率，提高產品的使用率，蜂窩狀是一種更加合理的排布方式。OJ工藝可以通過線切割的方式，批量切割蜂窩排布。雖然切割速度慢，但是由于可以幾百片堆疊后批量操作，所以生產效率并不受影響。但是傳統刀刮法，卻無法切割蜂窩排布的芯片，主要是面臨兩大困難：砂輪切割無法靈活轉向；背面激光切割無法繼續人工裂取完整的芯片。

第三：傳統刀刮法要高效率生產就必須采用激光背面切割，所以在做第一次光刻時，需要雙面曝光機進行雙面光刻，并增加一步背面刻蝕工序，以便獲得激光切割道，同時還需要增加背面保護來保證芯片不因為刻蝕切割道而受損。其中，背面刻蝕的工序增加了5～10％的刻蝕成本，背面保護則增加了近20％的光刻膠成本，此外，一臺雙面曝光機的成本價要比單面的貴50％以上。

綜上所述，當前條件下刀刮法工藝限于圖形結構上的阻礙，導致其無法將成本優勢發揮到最大。因此，亟待于設計一種能夠在采用刀刮法的GPP工藝中使晶片能夠被激光切割的光刻版。

發明內容