專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括基材和形成在該基材上的電路元件的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，例如在由硅構(gòu)成的晶片上以格子狀形成分割預(yù)定線，在由分割預(yù)定線區(qū)分的各個(gè)區(qū)域中形成IC或LSI等電路元件。然后，沿著分割預(yù)定線對(duì)形成有電路元件的晶片進(jìn)行分割，從而制造半導(dǎo)體裝置。 這樣制造出的半導(dǎo)體裝置被廣泛使用于各種電子設(shè)備中。電子設(shè)備具有用于將被供給的電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能、熱能、光能等的晶體管或二極管等被稱為功率裝置的半導(dǎo)體裝置。近年來(lái)，為了電子設(shè)備的節(jié)能化，控制功率裝置的電力損失已成為重要課題。因此，需要在功率裝置上使用能夠高耐壓、低損失、高溫動(dòng)作且具有寬帶隙的GaN(氮化鎵)或 SiC(碳化硅)來(lái)代替以往的硅，推進(jìn)了研發(fā)(參照日本特表2002-519851號(hào)公報(bào))。專利文獻(xiàn)1日本特表2002-519851號(hào)公報(bào)但是，由GaN或SiC等帶隙大的材料構(gòu)成的功率裝置與以往的由硅構(gòu)成的功率裝置相比被施加更高的電壓。因此，如以往的功率裝置這樣，利用沿著形成為格子狀的分割預(yù)定線進(jìn)行分割的四邊形的形狀，電場(chǎng)容易集中在角處。由電場(chǎng)集中導(dǎo)致的元件內(nèi)部的發(fā)熱引起電子的移動(dòng)度下降或電流下降，其結(jié)果，導(dǎo)致元件的動(dòng)作速度下降的問(wèn)題。例如，可根據(jù)以下公式來(lái)計(jì)算具有電荷Q的半徑為R的導(dǎo)體球的表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度E。在此，V是導(dǎo)體球的電位，ε ο是真空中的介電常數(shù)。E = Q/ (4 π ε 0R2)......(1)V = Q/ (4 π ε 0R)......(2)從公式(1)和公式(2)可得到E = V/RS卩，由此可知半徑R越大電場(chǎng)E越弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而研發(fā)的，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少由發(fā)熱引起的損失的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體裝置包括基材和在該基材上形成的電路元件，其特征在于，該基材為在四邊形的四角處形成有切除部的形狀。優(yōu)選地，電路元件由電力用電路元件構(gòu)成。由于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在四邊形的四角處形成有切除部，因此即使施加到高電壓，電場(chǎng)也不會(huì)集中在角處，能夠減少由發(fā)熱引起的損失。通過(guò)減少發(fā)熱問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝上的小型化，功率半導(dǎo)體裝置的應(yīng)用范圍也被擴(kuò)大。


圖1是激光加工裝置的外觀立體圖。圖2是激光束產(chǎn)生單元的框圖。圖3是表示第一實(shí)施方式的加工方法的立體圖。圖4是根據(jù)第一實(shí)施方式的加工方法加工的晶片的俯視圖。圖5(A)是第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的立體圖，圖5(B)是第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖6是表示第二實(shí)施方式的加工方法的立體圖。圖7是表示第二實(shí)施方式的加工方法的立體圖。圖8(A)是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的立體圖，圖8(B)是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖9是第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。符號(hào)說(shuō)明2激光加工裝置11半導(dǎo)體晶片13分割預(yù)定線(切割道)15電路元件17、17A、17B 半導(dǎo)體裝置觀夾盤(pán)工作臺(tái)37聚光器70激光加工槽72切除部74 細(xì)孔7 切除部84切削槽
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。參照?qǐng)D1，表示了適于實(shí)施本發(fā)明的加工方法的激光加工裝置的外觀立體圖。激光加工裝置2包括第1滑塊6，該第1滑塊6以能夠在X軸方向上移動(dòng)的方式搭載在靜止底座4上。第1滑塊6通過(guò)由滾珠螺桿8及脈沖電動(dòng)機(jī)10構(gòu)成的加工進(jìn)給單元12，沿著一對(duì)導(dǎo)軌14而在加工進(jìn)給方向、即X軸方向上移動(dòng)。在第1滑塊6上以能夠在Y軸方向上移動(dòng)的方式搭載有第2滑塊16。S卩，第2滑塊16通過(guò)由滾珠螺桿18及脈沖電動(dòng)機(jī)20構(gòu)成的分度進(jìn)給單元22，沿著一對(duì)導(dǎo)軌M而在分度方向、即Y軸方向上移動(dòng)。在第2滑塊16上借助于圓筒支撐部件沈而搭載有夾盤(pán)工作臺(tái)觀，夾盤(pán)工作臺(tái)觀通過(guò)加工進(jìn)給單元12及分度進(jìn)給單元22而能夠在X軸方向及Y軸方向上移動(dòng)。在夾盤(pán)工作臺(tái)觀上設(shè)有夾鉗30，該夾鉗30用于將吸引保持在夾盤(pán)工作臺(tái)觀上的半導(dǎo)體晶片夾緊。在靜止底座4上立設(shè)有柱32，在該柱32上安裝有激光束照射單元34。激光束照射單元34包括收納于殼體33中的、圖2中所示的激光束產(chǎn)生單元35和安裝在殼體33的前端的聚光器37。如圖2所示，激光束產(chǎn)生單元35包括振蕩出YAG激光或YV04激光的激光振蕩器 62、重復(fù)頻率設(shè)定單元64、脈寬調(diào)整單元66、功率調(diào)整單元68。在殼體33的前端部配置有攝像單元39，該攝像單元39在X軸方向上與聚光器37 排列而檢測(cè)待進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域。攝像單元39包括通過(guò)可見(jiàn)光對(duì)半導(dǎo)體晶片的加工區(qū)域進(jìn)行攝像的通常的CXD等攝像元件。攝像單元39還包括紅外線照射單元，其對(duì)半導(dǎo)體晶片照射紅外線；光學(xué)系統(tǒng)，其捕捉被紅外線照射單元照射到的紅外線；紅外線攝像單元，其由輸出與由該光學(xué)系統(tǒng)捕捉到的紅外線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的紅外線CCD等紅外線攝像元件構(gòu)成，該攝像單元39將攝像的圖像信號(hào)發(fā)送到控制器(控制單元)40。控制器40由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，并且包括按照控制程序進(jìn)行計(jì)算處理的中央處理裝置 (CPU)42 ；存儲(chǔ)控制程序等的只讀存儲(chǔ)器(ROM)44 ；存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果的可讀寫(xiě)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 46 ；計(jì)數(shù)器48 ；輸入接口 50 ；輸出接口 52。56是由沿著導(dǎo)軌14配置的線紋尺M(jìn)和配置在第1滑塊6上的未圖示的讀取頭構(gòu)成的加工進(jìn)給量檢測(cè)單元，加工進(jìn)給量檢測(cè)單元56的檢測(cè)信號(hào)被輸入到控制器40的輸入接口 50。60是由沿著導(dǎo)軌M配置的線紋尺58和配置在第2滑塊16上的未圖示的讀取頭構(gòu)成的分度進(jìn)給量檢測(cè)單元，分度進(jìn)給量檢測(cè)單元60的檢測(cè)信號(hào)被輸入到控制器40的輸入接口 50。由攝像單元39攝像的圖像信號(hào)也被輸入到控制器40的輸入接口 50。另外，從控制器40的輸出接口 52向脈沖電動(dòng)機(jī)10、脈沖電動(dòng)機(jī)20、激光束照射單元34等輸出控制信號(hào)。下面，參照?qǐng)D3，對(duì)使用了上述的激光加工裝置2的第一實(shí)施方式的加工方法進(jìn)行說(shuō)明。半導(dǎo)體晶片11例如由SiC(碳化硅)構(gòu)成，在其表面上以格子狀形成有多個(gè)分割預(yù)定線(切割道)13，在由切割道13區(qū)分的各個(gè)區(qū)域中形成有電力用等的電路元件15。半導(dǎo)體晶片11粘接在作為粘接帶的切割帶T上，切割帶T的外周部粘接在環(huán)狀框架F上。由此，半導(dǎo)體晶片11借助于切割帶T而被環(huán)狀框架F支撐。如圖3所示，根據(jù)第一實(shí)施方式的加工方法，在激光加工裝置2的夾盤(pán)工作臺(tái)觀上搭載晶片11，在夾盤(pán)工作臺(tái)觀上借助于切割帶τ吸引保持晶片11。雖然在圖3中省略了圖示，由夾鉗30夾緊環(huán)狀框架F而進(jìn)行固定。吸引保持著半導(dǎo)體晶片11的夾盤(pán)工作臺(tái)觀通過(guò)加工進(jìn)給單元12而定位在攝像單元39的正下方。并且，通過(guò)攝像單元39進(jìn)行檢測(cè)待進(jìn)行半導(dǎo)體晶片11的激光加工的加工區(qū)域的校準(zhǔn)。即，攝像單元39及控制單元40執(zhí)行用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶片11的第1方向延伸的分割預(yù)定線13與沿著分割預(yù)定線13而照射激光束的激光束照射單元34的聚光器37之間的位置對(duì)準(zhǔn)的圖案匹配等圖像處理，執(zhí)行激光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)。接著，對(duì)于在第2方向上延伸的分割預(yù)定線13也同樣執(zhí)行激光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)，所述第2方向與在第1方向上延伸的分割預(yù)定線13垂直。執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)后，沿著分割預(yù)定線13，從晶片11的表面?zhèn)认蚓?1照射具有吸收性的波長(zhǎng)的激光束，通過(guò)磨蝕而形成激光加工槽70。該激光加工槽70優(yōu)選具有完全切割晶片 11的深度。沿著在第1方向上延伸的所有的分割預(yù)定線13而形成激光加工槽70之后，將夾盤(pán)工作臺(tái)觀旋轉(zhuǎn)90度，沿著在第2方向上延伸的所有的分割預(yù)定線13形成相同的激光加工槽70。接著，實(shí)施如下的激光束的間歇照射將夾盤(pán)工作臺(tái)觀旋轉(zhuǎn)45度，將具有各個(gè)電路元件15的半導(dǎo)體裝置17的角部切除例如100 μ m左右而在各個(gè)半導(dǎo)體裝置17的角部形成切除部72。另外，對(duì)半導(dǎo)體裝置17進(jìn)行構(gòu)圖，以使在各個(gè)角部不形成電路。該激光束的間歇照射是通過(guò)以一定的加工進(jìn)給速度進(jìn)給晶片11并僅對(duì)半導(dǎo)體裝置17的角部照射激光束來(lái)實(shí)施的。對(duì)各半導(dǎo)體裝置17的相對(duì)的角部形成切除部72之后， 將夾盤(pán)工作臺(tái)觀旋轉(zhuǎn)90度，對(duì)在另一對(duì)角線上相對(duì)的半導(dǎo)體裝置17的角部也通過(guò)激光束的間歇照射來(lái)形成切除部72。激光加工槽形成步驟及激光束的間歇照射步驟中的加工條件例如設(shè)定為如下。光源LD激起Q開(kāi)關(guān)Nd =YAG脈沖激光波長(zhǎng)355nm (YAG激光的第3高諧波)重復(fù)頻率10kHz平均輸出7W進(jìn)給速度50mm/秒圖4表示以第一實(shí)施方式加工的半導(dǎo)體晶片11的俯視圖。圖4所示的加工后的半導(dǎo)體晶片11中，沿著分割預(yù)定線13形成有激光加工槽70，同時(shí)在各半導(dǎo)體裝置17的四角處形成有通過(guò)激光束的間歇照射而形成的切除部72。參照?qǐng)D5(A)，該圖表示這樣形成的半導(dǎo)體裝置17的立體圖。圖5(B)是其俯視圖。 在半導(dǎo)體裝置17中，在SiC、GaN等的基材19上形成有電路元件15，在其四角處形成有切除部72。圖5(B)中，切除的長(zhǎng)度Sl需要在IOym以上，在本實(shí)施方式中Sl為100 μ m。在上述實(shí)施方式中，通過(guò)激光加工裝置2而形成了沿著分割預(yù)定線13的加工槽 70，但也可以通過(guò)切割裝置的切割來(lái)實(shí)施沿著分割預(yù)定線13的分割，并且通過(guò)激光加工裝置2的激光束的間歇照射來(lái)實(shí)施半導(dǎo)體裝置17的角部的切除。下面，參照?qǐng)D6至圖8來(lái)說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的加工方法。在該實(shí)施方式的加工方法中，首先如圖6所示，在激光加工裝置2的夾盤(pán)工作臺(tái)28，借助于切割帶T來(lái)吸引并保持晶片11，從聚光器37向在晶片11的表面以格子狀形成的分割預(yù)定線13的交叉點(diǎn)， 對(duì)晶片11照射具有吸收性的波長(zhǎng)的激光束而穿設(shè)細(xì)孔74。細(xì)孔74的直徑設(shè)定為落入各電路元件14的角部，且在角部形成有倒角部74a。照射的激光束的直徑為Φ20 μ m左右，因此向分割預(yù)定線13的交叉點(diǎn)照射激光束的同時(shí)，將夾盤(pán)工作臺(tái)觀以控制的比例同時(shí)在X軸方向和Y軸方向上移動(dòng)而形成細(xì)孔74。 完成一個(gè)細(xì)孔74的穿設(shè)之后，將夾盤(pán)工作臺(tái)觀在圖6的Xl方向上移動(dòng)分割預(yù)定線13的 1節(jié)距，在下一個(gè)分割預(yù)定線13的交叉點(diǎn)上穿設(shè)細(xì)孔74。在所有分割預(yù)定線13的交叉點(diǎn)上結(jié)束細(xì)孔74的形成之后，通過(guò)切割裝置的切割， 將晶片11分割為圖8所示的半導(dǎo)體裝置17A。參照?qǐng)D7，對(duì)該切割進(jìn)行說(shuō)明。另外，請(qǐng)注意 在圖6及圖7中，夸大描繪了分割預(yù)定線13的寬度及細(xì)孔74的大小。
在圖7中，切削裝置的切削單元76具有可旋轉(zhuǎn)地收納于主軸殼體78中的主軸80， 在主軸80的前端部安裝有切削刀82。在切割裝置的未圖示的夾盤(pán)工作臺(tái)，借助于切割帶T吸引并保持晶片11，實(shí)施常見(jiàn)的對(duì)準(zhǔn)，用以檢測(cè)待切削加工(切割加工)的分割預(yù)定線13。在完成對(duì)準(zhǔn)后，將切削刀82高速旋轉(zhuǎn)(例如30000rpm)的同時(shí)切入晶片11的第 1方向上延伸的分割預(yù)定線13，通過(guò)將夾盤(pán)工作臺(tái)在Xl方向上加工進(jìn)給，在分割預(yù)定線13 形成到達(dá)切割帶T的切割槽84。將切割單元76在Y軸方向上分度進(jìn)給的同時(shí)，在在第1方向延伸的所有分割預(yù)定線13形成相同的切割槽84。接著，將夾盤(pán)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90度，切削在與第1方向垂直的第2 方向上延伸的分割預(yù)定線13。在完成在第2方向上延伸的所有分割預(yù)定線13的切削之后，晶片11被分割為如圖8所示的各個(gè)半導(dǎo)體裝置17A。根據(jù)該加工方法而制造的半導(dǎo)體裝置17A在四角處形成有圓弧狀的切除部74a。半導(dǎo)體裝置17A是由SiC或GaN來(lái)形成基材19的、優(yōu)選為電力用的功率裝置，由于在四邊形的四角處形成有切除部74a，因此即使在半導(dǎo)體裝置17A上施加到高電壓，電場(chǎng)也不會(huì)集中在角部，能夠減少由發(fā)熱引起的損失。作為本實(shí)施方式的加工方法的變形例，可以由以下方式來(lái)代替根據(jù)切割裝置的切割通過(guò)照射激光束進(jìn)行的開(kāi)槽加工或者通過(guò)照射激光束在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)層之后，由碾壓裝置沿著分割預(yù)定線13而將晶片11分割為各個(gè)半導(dǎo)體裝置17A。參照?qǐng)D9，該圖表示其他實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置17B的俯視圖。在該半導(dǎo)體裝置 17B中，在四角處具有R狀的切除部86。具有這種形狀的切除部86的半導(dǎo)體裝置17B也具有與上述實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置17、17A相同的技術(shù)效果。另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)由SiC晶片形成半導(dǎo)體晶片11的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片不限于此，本發(fā)明同樣適用于GaN晶片或在藍(lán)寶石基板上外延成長(zhǎng) GaN層而成的藍(lán)寶石晶片中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其包括基材和在該基材上形成的電路元件，該半導(dǎo)體裝置的特征在于，該基材為在四邊形的四角處形成有切除部的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述電路元件為電力用電路元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠減少由發(fā)熱引起的損失的半導(dǎo)體裝置。一種半導(dǎo)體裝置，其包括基材和在該基材上形成的電路元件，該半導(dǎo)體裝置的特征在于，該基材為在四邊形的四邊處形成有切除部的形狀。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102403336SQ201110216938
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者金永淑 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科