一種復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC襯底器件的切割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用碳化硅(SiC)半導(dǎo)體材料功率器件的制造。更具體而言，本發(fā)明涉及的是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC襯底器件的切割方法。SiC半導(dǎo)體材料上下都有不同介質(zhì)和金屬組成。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用SiC半導(dǎo)體的寬禁帶和高溫穩(wěn)定性使得其在高溫半導(dǎo)體器件方面有無可比擬的優(yōu)勢。采用Sic材料已制成了 MESFET、MOSFET、JEFT、BJT等多種器件，他們的工作溫度可達(dá)500°C以上，可提供在極端環(huán)境下的電子系統(tǒng)的使用。
[0003]SiC是1-10GHZ范圍的大功率微波放大器的理想材料，目前LED固體照明是SiC器件的主要應(yīng)用領(lǐng)域，在航天宇航的應(yīng)用領(lǐng)域SiC器件是不可取代，可以抵御太空強大的射線輻射，同時能夠在強電磁干擾作用下正常工作。
[0004]SiC本身這種材料十分堅硬，是一種非常難切割的材料。在切割的過程中，如果沒有選擇合適的設(shè)備和刀具，那么刀片極易容易發(fā)生斷刀現(xiàn)象，并且從斷刀位置繼續(xù)切割也會發(fā)生斷刀，從而導(dǎo)致工藝無法進(jìn)行。因此SIC切割非常具有技巧性。
[0005]SiC切割一般會使用軟刀切割，這樣會帶來很多的問題，同時劃片槽也必須設(shè)計的很大，極大的浪費了晶圓尺寸。大大提高了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC襯底器件的切割方法，該方法可以用來切割十分復(fù)雜的多層介質(zhì)和金屬SiC襯底器件，能夠得到更高的良品率，而且縮小劃片槽的尺寸，節(jié)約成本。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC芯片的切割方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
1)在一層或多層SiC外延片(103)上制備SiC芯片，從而形成復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC芯片完成圓片；
2)測量SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域的厚度；
3)把SiC芯片完成圓片貼在切割片架上的藍(lán)膜或UV膜上；
4)測量SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域加藍(lán)膜或UV膜的總厚度；
5)應(yīng)用第一切割條件處理第一層鈍化介質(zhì)(101)和第二層鈍化介質(zhì)(102)在所述一層或多層SiC外延片(103)上，切割第一預(yù)定厚度的溝槽；
6)應(yīng)用第二切割條件處理一層或多層SiC外延片(103)，切割第二預(yù)定厚度的溝槽；
7)應(yīng)用第三切割條件處理一層或多層SiC外延片(103)，切割第三預(yù)定厚度的溝槽；
8)應(yīng)用第四切割條件處理多層金屬(104、105、106、107)，切割第四預(yù)定厚度的溝槽；
9)經(jīng)過所述第一、第二、第三、第四切割處理后，采用裂片方法，所述SiC芯片被分離。所述的步驟5)、步驟6)、步驟7)、步驟8)的切割條件所要求的設(shè)備的主軸功率2000?5000W ;切割水流角度在135° -165° ;切割水流量lL/min_2L/min。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以很安全地實現(xiàn)多層復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC襯底的切割，且這種切割方法不會破壞金屬襯底，和表面介質(zhì)，無論是良品率還是切割效率有很大的提高，進(jìn)而降低SiC生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一個實施例通過切割SiC制造器件步驟的示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明一個實施例通過切割SiC制造器件的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備進(jìn)行切割的具有多層不同介質(zhì)的器件
圖3是本發(fā)明一個實施例通過切割SiC制造器件的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備進(jìn)行切割的SiC襯底的器件。
[0011]圖4是本發(fā)明一個實施例通過切割SiC制造器件的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備進(jìn)行切割的打底金屬的SiC器件。
[0012]圖5是本發(fā)明一個實施例通過切割SiC制造器件的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備進(jìn)行切割的底層金屬的SiC器件。
[0013]圖6是本發(fā)明一個實施例通過切割SiC，制造出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的SiC襯底器件。
【具體實施方式】
[0014]如附圖所示，復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC芯片的切割方法，包括以下步驟:
1)在一層或多層SiC外延片(103)上制備SiC芯片，從而形成復(fù)合結(jié)構(gòu)SiC芯片完成圓片；
2)測量SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域的厚度；
3)把SiC芯片完成圓片貼在切割片架上的藍(lán)膜或UV膜上；
4)測量SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域加藍(lán)膜或UV膜的總厚度；
5)應(yīng)用第一切割條件處理第一層鈍化介質(zhì)(101)和第二層鈍化介質(zhì)(102)在所述一層或多層SiC外延片(103)上，切割第一預(yù)定厚度的溝槽；
6)應(yīng)用第二切割條件處理一層或多層SiC外延片(103)，切割第二預(yù)定厚度的溝槽；
7)應(yīng)用第三切割條件處理一層或多層SiC外延片(103)，切割第三預(yù)定厚度的溝槽；
8)應(yīng)用第四切割條件處理多層金屬(104、105、106、107)，切割第四預(yù)定厚度的溝槽；
9)經(jīng)過所述第一、第二、第三、第四切割處理后，采用裂片方法，所述SiC芯片被分離。
[0015]所述的步驟1)，一層或多層SiC外延片(103)為在SiC襯底上進(jìn)行的一層或多層SiC同質(zhì)外延圓片，外延片厚度在200?400Pm，所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)為SiC芯片完成圓片的切割道區(qū)域的從正表面多層介質(zhì)(101、102)到SiC外延片(103)，再到其背面的多層金屬(104、105、106、107)結(jié)構(gòu)；
所述的珍面多層介質(zhì)(101、102)為:采用等離子體增強化學(xué)氣相淀積方法(PECVD)或感應(yīng)耦合等離子體增強化學(xué)氣相淀積方法(ICP-PECVD)，鈍化介質(zhì)為二氧化硅或氮化硅，厚度在0.2?0.9Mm ;所述的背面的多層金屬(104、105、106、107)為:采用電子束蒸發(fā)或磁控濺射的方式形成的多層金屬膜，金屬為鈦、鎳、銀、金等組成，總厚度在6?9Mm。
[0016]所述的步驟2)，測量SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域為設(shè)計寬度在50?500Mm的專用于切割的區(qū)域，所述的測量SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域厚度為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的總厚度，厚度在210?410Mm ；
所述的設(shè)計寬度在50?500μπι的專用于切割的區(qū)域所需要選擇的切割刀片的要求是:目數(shù)為2000?4800的金剛石顆粒的刀片，刀刃的厚度在0.51?0.71mm，刀具的角度為45。?60° ο
[0017]所述的步驟3)，藍(lán)膜或UV膜為厚度在0.08?0.2mm，粘度為低粘、中粘、高粘、有帶UV紫外線和不帶UV的，材質(zhì)為PVC、PO、PET、EVA、PVG。
[0018]所述的步驟4)，SiC芯片完成圓片切割道區(qū)域加藍(lán)膜或UV膜的總厚度為290?610Mm。
[0019]所述的步驟5)，應(yīng)用第一切割條件為:轉(zhuǎn)速3000?4000rpm，刀片的落刀位置離最大