專(zhuān)利名稱(chēng)：一種半導(dǎo)體芯片的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片制造方法，尤其涉及一種無(wú)機(jī)械損傷的裂解工藝。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的OJ (Open Juction開(kāi)放結(jié))型二極管制造方法主要包括如下步驟擴(kuò)散形成所需縱向結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶圓片；鍍鎳；切割成正方形或正六邊形單顆芯片；使用焊片將銅導(dǎo)線(xiàn)與芯片金屬電極層焊接組裝在一起；用混酸酸洗；上膠并固化形成鈍化保護(hù)層；環(huán)氧模壓并固化；引腳鍍錫；測(cè)試包裝。此種方法所采用的芯片通過(guò)切割后一般為正方形，角部為90°，電場(chǎng)強(qiáng)度在尖角處較強(qiáng)，易擊穿失效，如切割成正六邊形會(huì)有一定的面積浪費(fèi)， 尤其是大芯片面積的產(chǎn)品這個(gè)矛盾尤其突出。
現(xiàn)有技術(shù)在LED芯片領(lǐng)域已見(jiàn)有關(guān)于正六邊形芯片的報(bào)道。但通過(guò)晶片裂解為正六邊形制得芯片的技術(shù)手段在現(xiàn)有技術(shù)中一直未見(jiàn)報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提供了一種能高效、無(wú)機(jī)械損傷，且為后續(xù)加工提供友好銜接措施的半導(dǎo)體芯片的加工方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括以下步驟對(duì)晶片進(jìn)行擴(kuò)散、設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口的工序；光刻窗口后，所述氧化層在晶片表面呈網(wǎng)格狀；然后按以下步驟加工1)、設(shè)置電極層；往所述窗口內(nèi)晶片表面鍍覆金屬電極層；2)、一次酸蝕；采用氫氟酸去除晶片表面的網(wǎng)格狀氧化層，在所述金屬電極層之間形成網(wǎng)格狀溝槽；3)、二次酸蝕；沿網(wǎng)格狀溝槽往下注入混酸，腐蝕晶片本體，直至蝕透晶片本體，使得晶片本體分裂為若干芯片；制得。
在設(shè)置電極層后，隨即還包括設(shè)置焊料層工序；在所述金屬電極層上預(yù)焊金屬焊料，使金屬焊料固定連接在所述金屬電極層和窗口側(cè)壁構(gòu)成的范圍內(nèi)。
在所述一次酸蝕工序之前還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
在所述一次酸蝕工序之后還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
所述光刻窗口的形狀為圓形或角部帶圓弧倒角的正多邊形。
所述設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口的工序，以及所述設(shè)置電極層工序在所述晶片的雙面進(jìn)行。
在設(shè)置電極層后，隨即還包括設(shè)置焊料層工序；在所述金屬電極層上預(yù)焊金屬焊料，使金屬焊料固定連接在所述金屬電極層和窗口側(cè)壁構(gòu)成的范圍內(nèi)。
在所述一次酸蝕工序之前還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
在所述一次酸蝕工序之后還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
所述光刻窗口的形狀為圓形或正多邊形。
本發(fā)明工藝中先形成電極窗口，往晶片表面所述電極窗口上鍍覆金屬電極層。金屬電極層在后道兩次酸腐蝕過(guò)程中，基本與酸無(wú)反應(yīng)(強(qiáng)酸會(huì)使金屬電極層表面形成氧化膜)。強(qiáng)酸與硅質(zhì)的晶片本體有強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，并能迅速“蝕透”晶片本體，進(jìn)而使得晶片按照設(shè)計(jì)形狀裂解，最終制得常規(guī)手段難以獲得的六角形、圓形等芯片。與吹砂工藝相比產(chǎn)品無(wú)機(jī)械應(yīng)力，實(shí)施簡(jiǎn)便。與機(jī)械裂解工藝相比，本案的優(yōu)勢(shì)是可以制成任意形狀的芯片。本發(fā)明填補(bǔ)了異形芯片裂解的技術(shù)空白。此外，本發(fā)明的工藝，能在芯片的角部形成圓弧倒角，能有效避免電場(chǎng)集中；改善產(chǎn)品的電性能；增設(shè)的焊料層為后續(xù)加工提供了友好的銜接措施。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)腐蝕分割芯片，得到理想形狀的芯片，裂解過(guò)程對(duì)芯片基本無(wú)機(jī)械損傷，后道酸洗時(shí)間短，對(duì)金屬的腐蝕量小，金屬離子沾污少，提高了產(chǎn)品電性可靠性。


圖1是本發(fā)明設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口工序的示意圖， 圖2是本發(fā)明設(shè)置電極層工序的示意圖，圖3是本發(fā)明貼膜工序的示意圖， 圖4是本發(fā)明兩次酸蝕工序后的示意圖， 圖5是本發(fā)明制得的芯片一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明第一種優(yōu)化實(shí)施方式中設(shè)置焊料層工序的示意圖， 圖7是本發(fā)明第一種優(yōu)化實(shí)施方式中一次酸蝕后再進(jìn)行貼膜工序的示意圖， 圖8是本發(fā)明第一種優(yōu)化實(shí)施方式中二次酸蝕工序后的示意圖， 圖9是本發(fā)明第一種優(yōu)化實(shí)施方式制得的芯片二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式中雙面設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口工序的示意圖，圖11是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式中雙面設(shè)置電極層工序的示意圖， 圖12是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式中雙面設(shè)置焊料層工序的示意圖， 圖13是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式中一次酸蝕后再進(jìn)行貼膜工序的示意圖， 圖14是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式中一次酸蝕前進(jìn)行貼膜工序的示意圖， 圖15是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式中二次酸蝕工序后的示意圖， 圖16是本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式制得的芯片三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖17是本發(fā)明所制得芯片的第一種平面形狀， 圖18是本發(fā)明所制得芯片的第二種平面形狀， 圖19是本發(fā)明所制得芯片的第三種平面形狀， 圖20是本發(fā)明所制得芯片的第四種平面形狀；圖中1是晶片，2是氧化層，21是窗口，3是金屬電極層，4是金屬焊料，5是藍(lán)膜，61是芯片一，62是芯片二，63是芯片三。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的加工方法如圖1-5所示，包括以下步驟 對(duì)晶片1進(jìn)行擴(kuò)散；設(shè)置氧化層2和在氧化層2上光刻窗口 21的工序；如圖1 ；光刻窗口 21后，所述氧化層2在晶片表面呈網(wǎng)格狀；網(wǎng)格內(nèi)部形狀如圖17-20，可以是圓形，具有圓弧倒角的正方形、正六邊形或正八邊形，上述平面形狀可根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境的需要在制作掩映膜時(shí)形成。
然后按以下步驟加工1)、設(shè)置電極層；如圖2，往所述窗口21內(nèi)晶片表面鍍覆金屬電極層3 ；作為電極；2)、一次酸蝕；采用氫氟酸去除晶片1表面的網(wǎng)格狀氧化層2網(wǎng)格，在所述金屬電極層 3之間形成網(wǎng)格狀溝槽；一次酸蝕的酸液為氫氟酸溶液，濃度為10-46%，該種濃度的氫氟酸能腐蝕表面氧化層，實(shí)踐證明，該種酸液不會(huì)對(duì)金屬電極產(chǎn)生腐蝕作用。
在所述一次酸蝕工序之前還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰?底面貼覆一層粘結(jié)膜片；采用藍(lán)膜5作為粘結(jié)膜片效果較佳；如圖4。
在所述一次酸蝕工序之后還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰?底面貼覆一層粘結(jié)膜片；采用藍(lán)膜5作為粘結(jié)膜片效果較佳；3)、二次酸蝕；沿網(wǎng)格狀溝槽往下注入混酸，腐蝕晶片1本體，直至蝕透晶片本體，使得晶片本體分裂為若干芯片；制得如圖5所示的芯片一 61。二次酸蝕的酸液可采用氫氟酸、 硝酸、冰乙酸、硫酸等組合調(diào)配。實(shí)踐證明，該種酸液在蝕透晶片本體的情況下，該種酸液對(duì)金屬電極不會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的腐蝕作用，即不會(huì)破壞金屬電極。比如氫氟酸、硝酸、冰醋酸、硫酸四者的比例為1 1 =X :Y，其中X的取值范圍1-20，Y的取值范圍1-15。
本發(fā)明第一種優(yōu)化實(shí)施方式包括在設(shè)置金屬電極層3后，隨即還包括設(shè)置焊料層的工序；如圖6，在所述金屬電極層3上預(yù)焊金屬焊料4，使金屬焊料4固定連接在所述金屬電極層3和窗口側(cè)壁構(gòu)成的范圍內(nèi)。設(shè)置時(shí)金屬焊料4頂面略高于氧化層2 (即窗口上緣):避免后道工序中金屬引線(xiàn)頭壓迫到芯片本體，造成芯片失效。且方便后道的焊接加工。
在該第一種優(yōu)化實(shí)施方式下，貼膜工序也可以采取在一次酸蝕前或一次酸蝕后進(jìn)行。一次酸蝕后進(jìn)行貼膜工序如圖7所示。二次酸蝕后，如圖8所示，最終酸液蝕透晶片本體，使得晶片本體分裂為若干芯片；從藍(lán)膜5上逐個(gè)取下后，制得如圖9所示的芯片二 62 (頂面具有金屬焊料4)。
本發(fā)明第二種優(yōu)化實(shí)施方式為所述設(shè)置氧化層2和在氧化層2上光刻窗口 21(如圖10)的工序，以及所述設(shè)置電極層3工序(如圖11)在所述晶片1的雙面進(jìn)行。
在設(shè)置電極層3后，隨即還包括設(shè)置焊料層工序，如圖12 ；在所述金屬電極層3上預(yù)焊金屬焊料4，使金屬焊料4固定連接在所述金屬電極層3和窗口 21側(cè)壁構(gòu)成的范圍內(nèi)。
在第二種優(yōu)化實(shí)施方式下，在所述一次酸蝕工序之前還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片；采用藍(lán)膜5作為粘結(jié)膜片效果較佳。如圖14。
在第二種優(yōu)化實(shí)施方式下，在所述一次酸蝕工序之后還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片；采用藍(lán)膜5作為粘結(jié)膜片效果較佳。如圖13。
然后二次酸蝕，制得如圖15所示的芯片三63 (頂面和底面均設(shè)有金屬焊料4)。
需要說(shuō)明的是用于腐蝕晶片本體的酸液對(duì)金屬電極層3、金屬焊料4的作用過(guò)程基本相同，在濃酸下反應(yīng)很少，故可以掩蔽下方的硅層不被腐蝕；而網(wǎng)格狀溝槽內(nèi)的晶片本體則能快速被混酸腐蝕直至硅片穿通。
去除藍(lán)膜時(shí)，需在冷凍機(jī)上去除藍(lán)膜，分離出單顆芯片。
根據(jù)需要，對(duì)芯片還可進(jìn)行清洗、烘干將芯片放入HF酸中清洗以去除殘留的金屬氧化物，最后用去離子水沖洗、烘干。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，包括以下步驟對(duì)晶片進(jìn)行擴(kuò)散、設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口的工序；光刻窗口后，所述氧化層在晶片表面呈網(wǎng)格狀；其特征在于，然后按以下步驟加工1)、設(shè)置電極層；往所述窗口內(nèi)晶片表面鍍覆金屬電極層；2)、一次酸蝕；采用氫氟酸去除晶片表面的網(wǎng)格狀氧化層，在所述金屬電極層之間形成網(wǎng)格狀溝槽；3)、二次酸蝕；沿網(wǎng)格狀溝槽往下注入混酸，腐蝕晶片本體，直至蝕透晶片本體，使得晶片本體分裂為若干芯片；制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，在設(shè)置電極層后， 隨即還包括設(shè)置焊料層工序；在所述金屬電極層上預(yù)焊金屬焊料，使金屬焊料固定連接在所述金屬電極層和窗口側(cè)壁構(gòu)成的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蝕工序之前還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蝕工序之后還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，所述光刻窗口的形狀為圓形或角部帶圓弧倒角的正多邊形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，所述設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口的工序，以及所述設(shè)置電極層工序在所述晶片的雙面進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，在設(shè)置電極層后， 隨即還包括設(shè)置焊料層工序；在所述金屬電極層上預(yù)焊金屬焊料，使金屬焊料固定連接在所述金屬電極層和窗口側(cè)壁構(gòu)成的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蝕工序之前還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蝕工序之后還有貼膜工序，所述貼膜工序?yàn)樵诰酌尜N覆一層粘結(jié)膜片。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種半導(dǎo)體芯片的加工方法，其特征在于，所述光刻窗口的形狀為圓形或正多邊形。
全文摘要
一種半導(dǎo)體芯片的加工方法。涉及一種無(wú)機(jī)械損傷的裂解工藝。提供了一種能高效、無(wú)機(jī)械損傷，且為后續(xù)加工提供友好銜接措施的半導(dǎo)體芯片的加工方法。包括以下步驟對(duì)晶片進(jìn)行擴(kuò)散、設(shè)置氧化層和在氧化層上光刻窗口的工序；光刻窗口后，所述氧化層在晶片表面呈網(wǎng)格狀；然后按以下步驟加工1)、設(shè)置電極層；2)、一次酸蝕；3)、二次酸蝕；本發(fā)明工藝中先形成電極窗口，往晶片表面所述電極窗口上鍍覆金屬電極層。金屬電極層在后道兩次酸腐蝕過(guò)程中，基本與酸無(wú)反應(yīng)。強(qiáng)酸與硅質(zhì)的晶片本體有強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，并能迅速“蝕透”晶片本體，進(jìn)而使得晶片按照設(shè)計(jì)形狀裂解，最終制得常規(guī)手段難以獲得的六角形、圓形等芯片。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102522329SQ20121000421
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者薛列龍 申請(qǐng)人:薛列龍