[其他]在半導體功率元件的半導體薄片邊緣上開環形槽的方法

無效

• 申請號: 87107167
• 申請日: 1987-10-22
• 公開（公告）號: CN87107167A
• 公開（公告）日: 1988-05-04
• 發明（設計）人: 吉里·德勞希;奧托·庫恩;安德烈亞斯·魯格
• 申請（專利權）人: BBC勃朗·勃威力有限公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;B24B9/06;B24B19/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖掬昌,吳秉芬

本發明是關于半導體功率元件的制造，特別是關于在半導體功率元件的半導體薄片邊緣上開環形槽的方法，其中環形槽是靠機械方法磨削在半導體薄片上的。

在半導體功率元件的制造工藝中，設環形槽作為具高阻斷能力的對稱閘流晶體管的半導體薄片邊緣輪廓的作法是長時間所周知的事了。

為了在大量生產中開這類槽，迄今提出了各種各樣的方法。因此，舉例說，從西德專利DE-AS1，439，215中可以知道用適當的酸或噴砂法在半導體薄片上刻蝕或磨削溝槽的作法。在該同一個專利公布中指出了這樣一點，即無需更多的細節措施，也可采用砂輪之類的純機械方法開這類槽。

西德公開專利1，764，326更詳細介紹了這類機械方法及其應用，該專利在連續磨削操作中采用了各種不同等級厚度的磨絲或磨板。

但實際上，實踐證明，用機械方法切除半導體材料，特別需要極其復雜的加工操作（如西德公開專利1，764，326所示的那樣），否則效果就不好，因為半導體薄片對機械加工是極為敏感的。

因此，過去在大量生產帶槽形邊緣輪廓的半導體功率元件時，只能采用上面提到的噴砂法。然而，噴砂法，特別是在半導體薄片的厚度增大時，具有下列很大的缺點：

-加工時間隨著薄片厚度的增加而大幅度延長。甚至在1100微米厚度的情況下，也已達到能方便從事的界限。

-隨著噴砂時間的延長，噴砂過程中需用的保護漆的清除量增多。從大約1300微米的薄片厚度上，甚至用兩層保護漆涂層也不再夠用，因此阻斷電壓為8-10千伏的硅可控整流器現在已不按這種方法加工;

-噴砂法的容許偏差保證不了溝槽的任何位置和形狀可精確地再現。

有鑒于此，極其希望能有一種適宜大量生產的機械方法可以代替以前使用的噴砂法來加工溝槽。

因此本發明的目的是創造一種操作相當簡單、在大量生產中能大量生產出有效元件的機械開槽法。

上述目的是用本說明書開端所述的那種方法加以實現的，即

甲）首先，從表面磨削半導體薄片的邊緣;

乙）然后，采用在邊緣上相應制成一定輪廓的成形磨削砂輪在一次操作中就磨削出溝槽。

按照本發明將輪廓磨削操作分為表面磨削和溝槽磨削兩步工序的作法，溝槽極其敏感的邊緣部分就可以分別處理，從而可按簡化了的操作在半導體薄片上開出實際的溝槽。

根據本發明的一個最佳實施例，表面磨削工序又分為兩步，第一步是用粗磨砂輪磨掉多余的半導體材料，第二步是用精磨砂輪精磨已磨削出的邊緣表面。

砂輪最好采用金剛石濃度約為4.4克拉/立方厘米的各種不同粒度的金剛石砂輪。尤其是如能在粗磨砂輪和成形砂輪中使金剛砂粒采取金屬結合方式，在精磨砂輪中使金剛砂粒埋置在合成結合劑中，則更為有利。

另外一些實施例則介紹了本發明的輔助權項。

下面結合附圖參照實施例更詳細介紹本發明的內容。附圖中：

圖1是粗磨操作的示意圖;

圖2是精磨操作的示意圖;

圖3是溝槽磨削或成形磨削的示意圖;

圖4是帶槽的半導體薄片的剖面詳圖。

附圖零件編號

1.粗磨砂輪????6.半導體薄片軸

2.精磨砂輪????7.安裝架

3.成形砂輪????8.溝槽

4.砂輪軸????9.pn結

5.半導體薄片????10.邊緣鈍化部分

圖1至圖3示意顯示了根據本發明方法的一個實施例的各加工工序的先后順序。

先從全面擴散過的通常直徑約幾厘米、厚度約1000微米、基本上呈圓形的半導體薄片5開始。元件內部結構形成之后，半導體薄片5上會余留下一個邊緣，這個邊緣在元件制成后必須予以除去。

該邊緣是在最初粗磨時用粗磨砂輪1除去的。粗磨砂輪1最好與精磨砂輪2和成形砂輪3一起配置在砂輪公共軸4上，按圖中箭頭所示的方向轉動。

半導體薄片5可轉動地裝在與砂輪軸4平行運轉的半導體薄片的軸6上的安裝架7，最好以3毫米/分的進給速率推進，其端面頂住粗磨砂輪1的端面。

在磨削操作期間，粗磨砂輪1以一定的轉速繞砂輪軸轉動，使磨削速率（即其圓周速率）約為35米/秒。

為了確保盡量均勻地磨掉半導體材料，半導體薄片5在磨削操作的過程中一方面平行于轉軸（即平行半導體薄片軸6或砂輪軸4）并超出粗砂輪1邊緣作往復運動（圖1中用雙向箭頭表示），一方面以相反于粗砂輪1的轉向轉動，最好以80轉/分的轉速轉動。

實踐證明，在這里所述的全部磨削操作中，以加有保護磨具用的防銹劑的水作為冷卻劑非常有效。