專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，更具體地涉及使用刀片切分來制造半導(dǎo)體晶片(在下文中簡(jiǎn)稱為晶片)的一種半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在諸如IGBT (絕緣柵雙極晶體管)、MOSFET (M0S場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、以及設(shè)置在逆變器中的二極管之類的功率半導(dǎo)體器件中，將用于形成功率半導(dǎo)體器件的硅基板的厚度減薄以改進(jìn)功率半導(dǎo)體器件的電特性。圖13是示出FS(場(chǎng)阻斷)_IGBT的主要部分的截面結(jié)構(gòu)的示圖。在圖13中，F(xiàn)S-1GBT包括在η硅基板5Id的表面層中設(shè)置(形成)的厚度約為150 μ m的P阱層52 (當(dāng)晶片51被切割成多個(gè)芯片時(shí))、以及穿過P阱層52的溝槽53。另外，F(xiàn)S-1GBT包括η發(fā)射極層54，該η發(fā)射極層54設(shè)置在ρ阱層52的表面層中從而與溝槽53接觸。柵氧化膜55設(shè)置在溝槽53的內(nèi)壁上，并且柵電極56經(jīng)由柵氧化膜55設(shè)置在溝槽53中。層間絕緣膜57設(shè)置在柵電極56上，并且發(fā)射電極58設(shè)置在層間絕緣膜57上從而電連接到η發(fā)射極層54。n-FS層60和ρ集電極層61設(shè)置在η硅基板51d的后表面上，并且集電電極62設(shè)置在ρ集電極層61上從而電連接到ρ集電極層61。接著，將描述FS-1GBT的制造工藝。(1)在厚晶片的前表面上形成包括例如ρ阱層52、n發(fā)射極層54、柵電極56、以及鋁電極58a (該鋁電極58a是前電極并且是發(fā)射電極58的一部分)的表面結(jié)構(gòu)。在柵電極56上形成層間絕緣膜57，并且在層間絕緣膜57上形成鋁電極58a。(2)將保護(hù)帶附連到厚晶片的前表面，并且研磨厚晶片的后表面。然后，剝離保護(hù)帶，并且對(duì)研磨表面進(jìn)行濕法蝕刻以去除斷裂層。以此方式，獲取厚度約為150μπι的薄晶片51。(3)將磷(P)和硼(B)離子注入后表面，并且進(jìn)行退火以形成n-FS層60和ρ集電極層61。(4)將聚酰亞胺76施加到晶片51的整個(gè)上表面上，并且去除有效芯片71的發(fā)射電極58上的聚酰亞胺76 (參見圖14的(a))。圖14是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的晶片的示圖。在圖14中，(a)是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的其中只去除有效芯片的發(fā)射電極上的聚酰亞胺的晶片的平面圖，(b)是示出沿(a)的線Xl-Xl取得的主要部分的截面圖，并且(c)是示出沿(a)的線X2-X2取得的主要部分的截面圖。在圖14的(b)和(C)中，附圖標(biāo)記74指不切表I]線73的中心線，并且附圖標(biāo)記57a指示覆蓋IGBT的擊穿電壓結(jié)構(gòu)和切割線73的絕緣膜。另外，在圖14的(a)和(c)中，箭頭Ca)的前端是露出的發(fā)射電極的一端并指示聚酰亞胺76的發(fā)射電極側(cè)端，并且箭頭(b)的前端是切割線73的一端并指示聚酰亞胺76的一端。在施加到晶片51的整個(gè)上表面上的聚酰亞胺76中，當(dāng)去除了有效芯片71的發(fā)射電極58上的聚酰亞胺76 (參見圖14的(a))時(shí)，也去除了分割有效芯片71的切割線73上的聚酰亞胺76，并且露出切割線73上的絕緣膜57a (參見圖14的(C))。另一方面，絕緣膜57a用分割無效芯片72的切割線73上的聚酰亞胺76覆蓋(參見圖14的(b))。有效芯片71是指在多個(gè)芯片配置在晶片51的中心時(shí)的可用芯片。無效芯片72是指配置在晶片51的外周且不可用作元件的芯片，因?yàn)槠溥吘壉磺袛嗷蛘咭驗(yàn)槲赐耆貓?zhí)行諸如沉積之類的必要工藝。(5)在晶片51的后表面上通過濺射形成作為后電極的集電電極62。(6)只在由聚酰亞胺76的一端76b包圍的表面上的鋁電極58a上通過無電鍍覆形成鎳膜58b和金膜58c，從而形成發(fā)射電極58 (參見圖14的(C))。這將發(fā)射電極58焊接到外部引線導(dǎo)體所需的。如圖14的(c)所示，還去除切割線73上的聚酰亞胺。然而，由于露出了絕緣膜57a，因此不通過無電鍍覆來沉積鎳膜58b和金膜58c。使用刀片82沿著切割線73將晶片51切分成多個(gè)芯片。接著，將描述為什么在上述工藝中晶片51的外周部以及除有效芯片71以外的部分用聚酰亞胺76覆蓋的原因。圖15示出進(jìn)行邊緣漂洗的晶片的結(jié)構(gòu)的示圖，并且圖16是示出其上未形成有聚酰亞胺的晶片的結(jié)構(gòu)的示圖。在圖15中，(a)是示出主要部分的平面圖，并且(b)是示出沿(a)的線X-X取得的主要部分的截面圖。在圖15中，附圖標(biāo)記55a指示與柵氧化膜55同時(shí)形成的氧化膜，附圖標(biāo)記56a指示與柵電極56同時(shí)形成的聚酰亞胺膜，附圖標(biāo)記57a指示與層間絕緣膜57同時(shí)形成的絕緣膜，并且附圖標(biāo)記58d指示與鋁電極58a同時(shí)形成的鋁膜。(原因I)如圖15所示，對(duì)晶片51的外周部進(jìn)行邊緣漂洗90，并且例如從晶片51的外周部露出用于形成晶片51的硅、用于形成柵電極56的多晶硅膜、以及作為層間絕緣膜57的BPSG膜。邊緣漂洗90是用于去除覆蓋晶片51的外周部的光致抗蝕劑的工藝。由此，當(dāng)通過邊緣漂洗90從外周部露出在晶片51上形成的各個(gè)膜時(shí)，在鍍覆工藝中，鍍覆金屬異常地沉積在諸如多晶硅膜56a或鋁膜58d之類的導(dǎo)電膜上。當(dāng)剝離異常沉積物91且在鍍覆工藝或者后續(xù)工藝中將其附連到半導(dǎo)體芯片(在下文中簡(jiǎn)稱為芯片)的表面時(shí)，所制造的半導(dǎo)體器件(諸如FS-1GBT)的可靠性降低。為了防止可靠性降低，晶片51的外周部用聚酰亞胺76覆蓋，從而不鍍覆晶片51的外周部。(原因2)如圖16所示，當(dāng)晶片51的整個(gè)表面不用聚酰亞胺76覆蓋時(shí)，無效芯片72的鋁電極58a鍍覆有鍍覆金屬92 (例如，鎳膜或金屬膜)。由此，要鍍覆的區(qū)域增加且鍍覆溶液的化學(xué)壽命降低，這導(dǎo)致制造成本的增加。為了解決這些問題，除有效芯片71以外的部分用聚酰亞胺76覆蓋。然而，絕緣膜57a覆蓋擊穿電壓結(jié)構(gòu)70和切割線73。專利文獻(xiàn)1公開了 在晶片的主表面上形成由抗蝕劑制成的鈍化膜的技術(shù)，其中多個(gè)芯片被形成為通過切割線彼此分開，去除切割線上的鈍化膜、同時(shí)將鈍化膜保留在與晶片的外周部相距數(shù)毫米的區(qū)域中切割線，將保護(hù)帶附連到晶片的主表面，并且研磨晶片的后表面。以此方式，切割線和保護(hù)帶之間的間隙閉合，直至它到達(dá)晶片的外周部，并且在研磨晶片的后表面時(shí)防止研磨水滲透。因此，有可能防止芯片的焊盤部分被由研磨水的混合引起的硅廢料污染。引用列表專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I JP2007-36129A

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題然而，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)中，當(dāng)使用刀片82沿著切割線73切分晶片時(shí)，在聚酰亞胺76的一端76b的階梯部分附近異常應(yīng)力被施加到晶片51，并且裂紋83有可能在附連有切割帶81的晶片51的后表面中出現(xiàn)(參見圖17)。圖17是示出在切分期間由于聚酰亞胺而出現(xiàn)裂紋的一方面的示圖。在圖17中，(a)是示出主要部分的平面圖，并且(b)是示出沿切割線73取得的主要部分的截面圖。雖然在圖17中未示出，但是絕緣膜57a在晶片51的前表面上的切割線73上形成，并且作為后電極的集電電極62在后表面上形成。裂紋83延伸到有效芯片71的部分A，并且導(dǎo)致有效芯片71的特性劣化或者有效芯片71的可靠性降低。此外，專利文獻(xiàn)I公開了其中晶片的外周部由抗蝕劑膜包圍以使研磨溶液在晶片減薄時(shí)不滲透到晶片的表面中的結(jié)構(gòu)。然而，專利文獻(xiàn)I未公開其中在元件的前電極(鋁電極)上形成鍍覆膜從而在切分期間在有效芯片的后表面中不出現(xiàn)由聚酰亞胺引起的裂紋的措施。因此，專利文獻(xiàn)I所公開的結(jié)構(gòu)無法防止由聚酰亞胺引起的裂紋的出現(xiàn)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該制造方法可防止在使用刀片沿著切割線切分晶片時(shí)由聚酰亞胺引起的裂紋的出現(xiàn)、以及鍍覆金屬在晶片的外周部中的異常沉積，并且可增加鍍覆溶液的化學(xué)壽命以降低制造成本。用于解決問題的手段為了解決上述問題并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法包括在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的周邊形成無效芯片；在由無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片；在有效芯片和無效芯片上形成前電極；在分割有效芯片和無效芯片的切割線上設(shè)置絕緣膜；在半導(dǎo)體晶片的第二主表面上形成后電極；在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的外周部上形成具有從半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺，以使聚酰亞胺從半導(dǎo)體晶片的外周端部起向內(nèi)連續(xù)地覆蓋無效芯片、并且沿著無效芯片之間的切割線連續(xù)地覆蓋從與半導(dǎo)體晶片的外周端部相距一預(yù)定距離的部位到有效芯片的部分；使用鍍覆在形成于有效芯片上的前電極上形成金屬膜；以及使用刀片沿著切割線將半導(dǎo)體晶片切割成半導(dǎo)體芯片。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法包括在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的周邊形成無效芯片；在由無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片；在有效芯片和無效芯片上形成前電極；在分割有效芯片和無效芯片的切割線上設(shè)置絕緣膜；在半導(dǎo)體晶片的第二主表面上形成后電極；在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的外周部上形成具有從半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺；以及使用鍍覆在形成于有效芯片上的前電極上形成金屬膜。在形成聚酰亞胺時(shí)，聚酰亞胺 被形成為從半導(dǎo)體晶片的外周端部起向內(nèi)連續(xù)地覆蓋無效芯片。對(duì)切割線預(yù)先確定初始切割方向、與初始切割方向相交的方向、以及初始切割方向的切割端側(cè)。另外，聚酰亞胺被形成為沿著無效芯片之間的切割線在切割線的切割端側(cè)在初始切割方向上連續(xù)地覆蓋從與半導(dǎo)體晶片的外周端部相距一預(yù)定距離的部位到有效芯片的部分。使用刀片沿著切割線在初始切割方向上將半導(dǎo)體晶片切割成半導(dǎo)體芯片。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法包括在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的周邊形成無效芯片；在由無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片；在有效芯片上形成前電極；在無效芯片上形成絕緣膜；以在分割有效芯片和無效芯片的切割線上延伸的方式形成絕緣膜；在半導(dǎo)體晶片的第二主表面上形成后電極；在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的外周部上形成具有從半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺，以使聚酰亞胺連續(xù)地覆蓋從與半導(dǎo)體晶片的外周端部相距一預(yù)定距離的部位到有效芯片的部分；使用鍍覆在形成于有效芯片上的前電極上形成金屬膜；以及使用刀片沿著切割線將半導(dǎo)體晶片切割成半導(dǎo)體芯片。在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，聚酰亞胺的從半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的預(yù)定寬度可大于或等于2mm且小于或等于10mm。在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，聚酰亞胺的從半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的預(yù)定寬度可大于或等于5mm且小于或等于10mm。在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，有效芯片和聚酰亞胺之間的預(yù)定距離可大于或等于2mm。在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，前電極可以是鋁電極。絕緣膜可以是氧化膜。金屬膜可以是通過在鎳膜上形成金膜而獲取的鍍覆膜。鍍覆可以是無電鍍覆。主電極可以是鋁膜、鎳膜和金膜的層疊膜。


[圖1]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分I)。[圖2]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分2)。[圖3]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分3)。[圖4]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分4)。[圖5]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分5)。[圖6]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分6)。[圖7]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的不圖(部分7)。[圖8]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分(單元)的截面的示圖。[圖9]圖9是示出在晶片的后表面中出現(xiàn)的裂紋的狀態(tài)的示圖(部分I)。[圖10]圖10是示出在 晶片的后表面中出現(xiàn)的裂紋的狀態(tài)的示圖(部分2)。[圖11]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造方法的主要工藝圖。[圖12]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造方法的主要工藝圖。[圖13]圖13是示出FS-1GBT的主要部分的截面結(jié)構(gòu)的示圖。[圖14]圖14是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的晶片的示圖。[圖15]圖15是示出進(jìn)行邊緣漂洗的晶片的結(jié)構(gòu)的示圖。[圖16]圖16是示出其上未形成有聚酰亞胺的晶片的結(jié)構(gòu)的示圖。[圖17]圖17是示出在切分期間由于聚酰亞胺而出現(xiàn)裂紋的一方面的示圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。在各個(gè)實(shí)施例和附圖的以下描述中，相同的組件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且其描述將不再重復(fù)。(第一實(shí)施例)首先，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。圖1、圖2、圖3、圖
4、圖5、圖6和圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的制造工藝的示圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分(單元)的截面的示圖。圖1至7按照工藝的次序示出通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法而制造的半導(dǎo)體器件的主要部分。圖8示出FS-1GBT作為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的示例。FS-1GBT的結(jié)構(gòu)與圖14所示的FS-1GBT的結(jié)構(gòu)相同，并且由此其詳細(xì)描述將不再重復(fù)。在圖1至8中，附圖標(biāo)記Ia指示η硅基板(晶片1)，附圖標(biāo)記2指示ρ阱層，附圖標(biāo)記3指示溝槽，附圖標(biāo)記4指示η發(fā)射極層，附圖標(biāo)記5指示柵氧化膜，附圖標(biāo)記6指示柵電極，附圖標(biāo)記7指示層間絕緣膜，附圖標(biāo)記8指示發(fā)射電極，附圖標(biāo)記8a指示鋁電極，附圖標(biāo)記8b指示鎳膜，附圖標(biāo)記8c指示金膜，附圖標(biāo)記10指示n-FS層，附圖標(biāo)記11指示P集電極層，并且附圖標(biāo)記12指示集電電極。然而，圖8未示出柵極焊盤。發(fā)射電極8包括鋁電極8a、以及覆蓋鋁電極8a的鎳膜Sb和金膜Sc。接著，將參考圖1至7描述圖8所示的FS-1GBT的制造工藝。(I)如圖1所示，在η硅晶片Ia的前表面上形成包括例如P阱層2、η發(fā)射極層4、柵電極6、以及鋁電極8a (該鋁電極8a是前電極并且是發(fā)射電極8的一部分)的表面結(jié)構(gòu)
9。在柵電極6和鋁電極8a之間形成層間絕緣膜7。鋁電極8a可由除鋁(Al)膜以外的鋁硅(Al-Si)膜或鋁硅銅(Al-S1-Cu)膜制成。(2)如圖2所示，將保護(hù)帶9a貼附到表面結(jié)構(gòu)的表面，研磨后表面lb，并且剝離保護(hù)帶9a。另外，對(duì)經(jīng)研磨的表面進(jìn)行濕法蝕刻。通過濕法蝕刻將厚晶片(η硅基板)la變成厚度為例如約150 μ m的薄晶片1。該厚度根據(jù)FS-1GBT的擊穿電壓而變化。(3)如圖3所示，將磷和硼離子注入后表面lb，進(jìn)行退火以形成n-FS層10和ρ集電極層11。圖4示出根據(jù)本實(shí)施例的由聚酰亞胺制成的晶片的結(jié)構(gòu)。在圖4中，(a)是示出主要部分的平面圖，(b)是示出 沿(a)的線Xl-Xl取得的主要部分的截面圖，并且(c)是示出沿(a)的線X2-X2取得的主要部分的截面圖。如圖4所示，在晶片I的整個(gè)上表面上施加厚度約為15 μ m的聚酰亞胺(外周部中的聚酰亞胺由附圖標(biāo)記25表示，并且與外周部中的聚酰亞胺連續(xù)且配置在該聚酰亞胺內(nèi)部的聚酰亞胺由附圖標(biāo)記26表示)。然后，去除覆蓋有效芯片21的鋁電極8a的聚酰亞胺26以及切割線23上的用絕緣膜7a覆蓋的聚酰亞胺26，而保留晶片I的外周部中的聚酰亞胺25和無效芯片上的聚酰亞胺26。絕緣膜7a是例如與層間絕緣膜7同時(shí)形成的場(chǎng)氧化膜或絕緣膜。在圖4的(b)中，在一些情況下，有效芯片21的擊穿電壓結(jié)構(gòu)20 (例如，RESURF結(jié)構(gòu))用絕緣膜7a覆蓋，并且絕緣膜7a用聚酰亞胺26覆蓋。然而，如圖4所示，當(dāng)整個(gè)擊穿電壓結(jié)構(gòu)20用絕緣膜7a覆蓋時(shí)，只可覆蓋無效芯片22的發(fā)射電極8a，并且可露出有效芯片21的發(fā)射電極8a和絕緣膜7a。雖然在附圖中未示出，但是當(dāng)露出諸如保護(hù)環(huán)之類的金屬電極作為擊穿電壓結(jié)構(gòu)20時(shí),擊穿電壓結(jié)構(gòu)20也用聚酰亞胺26覆蓋,從而防止鍍覆膜沉積在擊穿電壓結(jié)構(gòu)20的金屬電極上并且在后續(xù)工藝中保護(hù)擊穿結(jié)構(gòu)。有效芯片21是指在多個(gè)芯片配置在晶片I的中心時(shí)的可用芯片。具體地，與外周部中的聚酰亞胺25的一端25a的距離L大于或等于2mm的芯片是有效芯片21。無效芯片22是指配置在晶片I的外周且不可用作元件的芯片，因?yàn)槠溥吘壉磺袛嗷蛘咭驗(yàn)槲赐耆貓?zhí)行諸如沉積之類的必要工藝。其中去除切割線23上的聚酰亞胺26的部分延伸到置于無效芯片22之間的切割線23 (附圖標(biāo)記28指示延伸部)。絕緣膜7a從去除部露出。絕緣膜7a是例如BPSG (硼磷玻璃)。從晶片1的一端Ic起算的在該晶片的外周部中形成的聚酰亞胺25的寬度W大于或等于2_。當(dāng)寬度W小于2_時(shí)，通過邊緣漂洗來露出硅或多晶硅，并且鍍覆膜可能異常地沉積在硅或多晶硅上，如在現(xiàn)有技術(shù)中描述的。當(dāng)寬度W大于或等于5_時(shí)，可靠地涂敷通過邊緣漂洗而露出的多晶硅或硅，這是優(yōu)選的。當(dāng)寬度W太大時(shí)，有效芯片21的數(shù)量減少。因此，寬度W至多可小于或等于約10mm。在一些情況下，在切分期間出現(xiàn)的裂紋(參見圖9中的附圖標(biāo)記33)延伸到有效芯片21的后表面，這對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生了不利影響。因此，有效芯片21與外周部中的聚酰亞胺25之間的最小距離W大于或等于2mm。當(dāng)距離W小于2mm時(shí)，在切割線23中出現(xiàn)的裂紋33可能到達(dá)有效芯片21。切割線23的寬度為例如約80 μ m。在下文中將描述在有效芯片21的后表面中出現(xiàn)的裂紋(參見圖9)。在圖4中，附圖標(biāo)記24指示切割線23的中心線，并且附圖標(biāo)記27指示取向平面(0F)。(5)如圖5所示，在晶片I的后表面Ib上通過濺射形成后電極(集電電極12)。集電電極12是從晶片1的表面起的鋁膜12a (或鋁硅膜)/鈦膜12b/鎳膜12c/金膜12d的
層疊膜。(6)如圖6所示，將晶片I的后表面Ib上的集電電極12附連到玻璃板29。將整個(gè)疊層放入無電鍍覆層，并且通過無電鍍覆在晶片表面的鋁電極8a上順序地形成鎳膜Sb和金膜8c以形成發(fā)射電極8。在鋁電極8a的表面上形成鎳膜Sb和金膜Sc，因?yàn)樾枰附拥酵獠恳€導(dǎo)體(外部引線布線)。在一些情況下，在工藝(2)之前執(zhí)行工藝(4)。在此情況下，按(1)、(4)、(2)、(3)、
(5)和(6)的次序執(zhí)行這些工藝。另外，在一些情況下，在工藝(3)之后執(zhí)行形成鋁電極8a的工藝(1)。(7)如圖7所示，使用刀片32 (金剛石切割器)沿著切割線23的中心線24將晶片I切分(切割)成直徑為例如約50mm的多個(gè)芯片。當(dāng)使用刀片32的邊緣沿著切割線23切分該晶片時(shí)，切割寬度(切分寬度)為例如約40 μ m。圖7示出其中在箭頭指示的從圖7的上側(cè)到0F27的方向上切分晶片I的一方面。在圖7中，附圖標(biāo)記31指示用于貼附晶片I的切割帶。如圖4所示，去除從切割線23到置于無效芯片之間的切割線(由附圖標(biāo)記28表示的部分)的部分上的聚酰亞胺26，從而盡可能地防止裂紋(參見圖9中的附圖標(biāo)記33)在有效芯片21的后表面中出現(xiàn)。當(dāng)防止裂紋33的出現(xiàn)時(shí)，還防止(由于裂紋33的集中，硅片剝離并將其從晶片I碎裂下來)碎屑的出現(xiàn)。由于在無效芯片22的鋁電極8a上涂敷有聚酰亞胺，因此不鍍覆鋁電極8a。因此，鍍覆區(qū)(鍍覆沉積區(qū))變窄，并且有可能增加無電鍍覆溶液的化學(xué)壽命。由此，有可能降低制造成本。由于晶片1的外周部用聚酰亞胺25覆蓋，因此通過邊緣漂洗而露出的硅或多晶硅用聚酰亞胺25覆蓋。由此，防止晶片I的外周部中的異常鍍覆沉積。另外，由于晶片I的外周部用聚酰亞胺25覆蓋，因此防止了裂紋33的出現(xiàn)。因此，改進(jìn)芯片的強(qiáng)度，并且有可能改進(jìn)產(chǎn)品的可靠性。接著，將描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在以圖14所示的聚酰亞胺圖案切分晶片I時(shí)在晶片I的后表面中出現(xiàn)的裂紋33的狀態(tài)的詳細(xì)研究結(jié)果。對(duì)于聚酰亞胺26的圖案，置于無效芯片22之間的切割線23上的聚酰亞胺26也被覆蓋。因此，在圖9中，附圖標(biāo)記26b對(duì)應(yīng)于圖14中的附圖標(biāo)記76b。圖9是示出在晶片的后表面中出現(xiàn)的裂紋33的狀態(tài)的示圖(部分I)。圖9示出在未沿著水平和垂直切割線23進(jìn)行切分時(shí)首先沿著切割線23進(jìn)行切分的狀態(tài)。在圖9中，(a)是示出從晶片的一端Ic插入刀片32 (切割開始)的情況的示圖，并且(b)是示出刀片32與晶片的一端Ic分開(切割結(jié)束)的情況的示圖。置于無效芯片22之間的切割線23用聚酰亞胺25和聚酰亞胺26覆蓋。另外，外周部中的聚酰亞胺25的寬度W為2mm。在晶片I上形成發(fā)射電極8或集電電極12，但是為了簡(jiǎn)化解釋，將省略其描述。如圖9的(a)所示，裂紋33開始于晶片的一端Ic且結(jié)束于設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26b。另外，如圖9的(b)所示，裂紋33開始于設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26a之前的部分(聚酰亞胺端26b)且結(jié)束于設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26a。從聚酰亞胺的一端26b起算的距離T小于2mm且一般約為lmm。在圖9的(a)中，由于裂紋33在設(shè)置于聚酰亞胺正下方的部分26a中出現(xiàn)，因此裂紋33未延伸到有效芯片21。另一方面，如圖9的(b)所示，當(dāng)裂紋32在設(shè)置于聚酰亞胺正下方的部分26a之前開始且有效芯片21接近切割線23上的聚酰亞胺26時(shí)，裂紋33可能延伸到有效芯片21的后表面。圖10是示出在晶片的后表面中出現(xiàn)的裂紋33的狀態(tài)的示圖(部分2)。圖10示出當(dāng)使用刀片32沿著水平和垂直切割線23之一切割(切分)晶片并且隨后沿著尚未切割且垂直于切割線23a的其他切割線23切割(切分)該晶片(切割線由23a表示)時(shí)在晶片I的后表面中出現(xiàn)的裂紋33的狀態(tài)。在圖10中，(a)是示出從晶片的一端Ic插入刀片32 (切割開始)的情況的示圖，并且(b)是示出刀片32與晶片的一端Ic分開(切割結(jié)束)的情況的示圖。如圖10的(a)所示，裂紋33開始于晶片的一端Ic且結(jié)束于設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26b。另外，如圖10的(b)所示，裂紋33于設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26a開始和結(jié)束。在圖10中，在兩種情況下，裂紋33在設(shè)置于聚酰亞胺正下方且未到達(dá)有效芯片21的部分26a中出現(xiàn)。因此，裂紋33不會(huì)對(duì)有效芯片21產(chǎn)生不利影響。如從上述內(nèi)容可見，與設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26a分離開且出現(xiàn)裂紋33的位置是首先插入刀片32的切割線23上的刀片32與晶片I分離開的位置。在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，在第二實(shí)施例中描述其中防止裂紋33的出現(xiàn)的示例。(第二實(shí)施例)接著，將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的主要工藝圖。在圖11中，(a)是示出主要部分的平面圖，(b)是示出沿(a)的線Xl-Xl取得的主要部分的截面圖，并且(c)是示出沿(a)的線X2-X2取得的主要部分的截面圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，在以上所述的工藝(4)中，首先去除置于插入刀片32的切割線23的一端附近的無效芯片22之間的切割線23上的聚酰亞胺26，并且保留與其他無效芯片22相鄰的切割線23上的聚酰亞胺。在圖11中，帶括號(hào)的數(shù)字(1)至(13)指示切分次序，并且箭頭指示切分方向。首先，沿著第一至第七垂直切割線23 ((1)至(7))進(jìn)行切分。該方向是初始切割方向。然后，沿著第八至第十三水平切割線23 ((8)至(13))進(jìn)行切分。在第一至第七垂直切割線23上，將刀片32插入晶片I的上端，并且刀片32的端點(diǎn)是在晶片I的下端的0F27。保留在外周部中的端點(diǎn)處的切割線23上的聚酰亞胺25，并且去除配置在聚酰亞胺25內(nèi)部的聚酰亞胺26 (在圖11中為區(qū)域B)。由于除了外周部中的聚酰亞胺25以外、聚酰亞胺26未在刀片32的切割端側(cè)的切割線23 (部分B)上形成，因此裂紋33在設(shè)置在置于無效芯片22之間的切割線23的外周中的聚酰亞胺正下方的部分26a以及位于從聚酰亞胺端25a起算約Imm (至多小于或等于2mm)的距離T處的部分中出現(xiàn)。由于有效芯片21位于從聚酰亞胺端25a起算大于或等于2mm的距離(在圖4中為距離L)處，因此在設(shè)置于外周部中的聚酰亞胺正下方的部分I中出現(xiàn)的裂紋33未到達(dá)有效芯片21。因此，裂紋33不會(huì)對(duì)有效芯片21產(chǎn)生不利影響。在沿著第一至第七垂直切割線23a切分晶片之后，使用刀片32沿著第八至第十三水平切割線23切分晶片。此時(shí)，已切割出分割有效芯片21和無效芯片22的垂直切割線23a。因此，即使當(dāng)裂紋33在設(shè)置于通過沿著第八至第十三水平切割線進(jìn)行切分的聚酰亞胺正下方的部分26a中出現(xiàn)時(shí)，它也不會(huì)到達(dá)切割線上的有效芯片21。由此，裂紋不會(huì)對(duì)有效芯片21產(chǎn)生不利影響。因此，未形成有聚酰亞胺的區(qū)域(諸如圖11的(a)所示的區(qū)域B)可不設(shè)置在與初始切割方向垂直的方向上置于切割線的切割端側(cè)的無效芯片之間的切割線上。第二實(shí)施例是確定其中插入刀片32以切分晶片I的部分的位置或者確定首先要切分的水平和垂直切割線23 (23a)之一時(shí)的有效方法。
在上述實(shí)施例中，垂直方向(面向取向平面27的方向)是初始切割方向，但是切割方向不限于此。與圖11所示的切割方向相反的垂直方向(從取向平面27開始切割的方向)可以是初始切割方向，或者水平方向(與取向平面27平行的方向)可以是初始切割方向。替換地，當(dāng)芯片被配置成相對(duì)于取向平面27傾斜時(shí)，可預(yù)先確定初始切割方向以及與初始切割方向垂直的切割方向的次序。如上所述，當(dāng)預(yù)先確定初始切割方向時(shí)，對(duì)于在初始切割方向上配置的切割線，沿置于切割端側(cè)的無效芯片之間的切割線連續(xù)地覆蓋位于從半導(dǎo)體晶片的外周端起算的一預(yù)定距離處的部分。換句話說，聚酰亞胺未沿置于該切割側(cè)的無效芯片之間的切割線在位于從有效芯片起算的一預(yù)定距離處的部分上形成。在不預(yù)先確定切割方向的次序時(shí)，可應(yīng)用根據(jù)第一實(shí)施例的方法。(第三實(shí)施例)接著，將描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的主要工藝圖。在圖12中，(a)是示出主要部分的平面圖，(b)是示出沿(a)的線Xl-Xl取得的主要部分的截面圖，并且(c)是示出沿(a)的線X2-X2取得的主要部分的截面圖。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，在以上所述的工藝(4)中，鋁電極8a未在無效芯片22的表面上形成，并且無效芯片22的表面用從切割線23延伸的絕緣膜7a覆蓋。根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，在以上所述的工藝(4)中，只有晶片I的外周部用聚酰亞胺25覆蓋。因此，裂紋33在設(shè)置于聚酰亞胺正下方的部分26a中出現(xiàn)。然而，即使當(dāng)裂紋33從聚酰亞胺端25a向內(nèi)延伸時(shí)，它也只到達(dá)從聚酰亞胺端25a起算向內(nèi)約Imm的部分。由于有效芯片21位于從聚酰亞胺端25a起算大于或等于2mm的距離處，因此裂紋33未到達(dá)有效芯片21并且不會(huì)對(duì)有效芯片21產(chǎn)生不利影響。由于鋁電極8a未在無效芯片22上形成且絕緣膜7a在無效芯片22上形成，因此不進(jìn)行鍍覆。因此，有可能增加無電鍍覆溶液的化學(xué)壽命并降低制造成本。另外，由于晶片I的外周部用聚酰亞胺25覆蓋，因此不會(huì)發(fā)生由無電鍍覆引起的異常沉積。在上述第一至第三實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法應(yīng)用于制造FS-1GBT0然而，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法不限于制造FS-1GBT。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法可應(yīng)用于制造例如除FS-1GBT、MOSFET和二極管以外的IGBT。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，晶片的外周部和無效芯片用聚酰亞胺覆蓋，并且去除了置于無效芯片之間的切割線上的聚酰亞胺。以此方式，有可能防止由于使用刀片切分而在有效芯片的后表面中出現(xiàn)裂紋。根據(jù)本發(fā)明，由于晶片的外周壁用聚酰亞胺覆蓋，因此有可能防止由無電鍍覆引起的異常沉積在晶片的外周端中的發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明，由于無效芯片用聚酰亞胺覆蓋，因此有可能防止無效芯片鍍覆。因此，有可能增加鍍覆溶液的化學(xué)壽命并降低制造成本。根據(jù)本發(fā)明，由于晶片的外周部用聚酰亞胺覆蓋且無效芯片的整個(gè)上表面用氧化膜覆蓋，因此有可能防止由于使用刀片切分而在無效芯片的后表面中出現(xiàn)裂紋以及由無電鍍覆引起的異常沉積在晶片的 外周壁中的發(fā)生。另外，有可能增加鍍覆溶液的化學(xué)壽命并降低制造成本。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，并且特別適用于使用刀片切分來制造半導(dǎo)體晶片(簡(jiǎn)稱為晶片)的一種半導(dǎo)體器件制造方法。附圖標(biāo)記的說明1晶片(薄)1a晶片(厚)1b晶片的后表面Ic晶片的一端2p 阱層3溝槽4n發(fā)射極層5柵氧化膜6柵電極7層間絕緣膜7a絕緣膜8發(fā)射電極8a鋁電極8b鎳膜8c金膜9表面結(jié)構(gòu)10n-FS 層11p集電極層12集電電極12a鋁膜12b鈦膜12c鎳膜12d金膜20擊穿電壓結(jié)構(gòu)21有效芯片22無效芯片23切割線24中心線25聚酰亞胺(外周部)25a聚酰亞胺25的一端26聚酰亞胺(內(nèi)部)26a設(shè)置在聚酰亞胺正下方的部分26b聚酰亞胺26的一端27取向平面(OF)28延伸部
29 玻璃板 31 切割帶 32 刀片 33 裂紋
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的周邊形成無效芯片； 在由所述無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片； 在所述有效芯片和所述無效芯片上形成前電極； 在分割所述有效芯片和所述無效芯片的切割線上設(shè)置絕緣膜； 在所述半導(dǎo)體晶片的第二主表面上形成后電極； 在所述半導(dǎo)體晶片的第一主表面的外周部上形成具有從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺，以使所述聚酰亞胺從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起向內(nèi)連續(xù)地覆蓋所述無效芯片、并且沿著所述無效芯片之間的切割線連續(xù)地覆蓋切割線從與所述半導(dǎo)體晶片的外周端部相距一預(yù)定距離的部位到所述有效芯片的部分； 使用鍍覆在形成于所述有效芯片上的前電極上形成金屬膜；以及 使用刀片沿著所述切割線將所述半導(dǎo)體晶片切割成半導(dǎo)體芯片。
2.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的周邊形成無效芯片； 在由所述無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片； 在所述有效芯片和所述無效芯片上形成前電極； 在分割所述有效芯片和所述無效芯片的切割線上設(shè)置絕緣膜； 在所述半導(dǎo)體晶片的第二主表面上形成后電極； 在所述半導(dǎo)體晶片的第一主表面的外周部上形成具有從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺；以及 使用鍍覆在形成于所述有效芯片上的前電極上形成金屬膜， 其中在形成所述聚酰亞胺時(shí)，所述聚酰亞胺被形成為從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起向內(nèi)連續(xù)地覆蓋所述無效芯片， 對(duì)所述切割線確定初始切割方向、與所述初始切割方向相交的方向、以及所述初始切割方向的切割端側(cè)， 所述聚酰亞胺被形成為沿著所述切割線的在初始切割方向上的切割線切割端側(cè)的所述無效芯片之間的切割線連續(xù)地覆蓋從與所述半導(dǎo)體晶片的外周端部相距一預(yù)定距離的部位到所述有效芯片的部分，以及 使用所述刀片沿著所述初始切割方向上的切割線將所述半導(dǎo)體晶片切割成半導(dǎo)體芯片。
3.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在半導(dǎo)體晶片的第一主表面的周邊形成無效芯片； 在由所述無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片； 在所述有效芯片上形成前電極； 在所述無效芯片上形成絕緣膜； 以在分割所述有效芯片和所述無效芯片的切割線上延伸的方式形成所述絕緣膜； 在所述半導(dǎo)體晶片的第二主表面上形成后電極； 在所述半導(dǎo)體晶片的第一主表面的外周部上形成具有從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺，以使所述聚酰亞胺連續(xù)地覆蓋從與所述半導(dǎo)體晶片的外周端部相距一預(yù)定距離的部位到所述有效芯片的部分； 使用鍍覆在形成于所述有效芯片上的前電極上形成金屬膜；以及 使用刀片沿著所述切割線將所述半導(dǎo)體晶片切割成半導(dǎo)體芯片。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 所述聚酰亞胺的從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的預(yù)定寬度大于或等于2mm且小于或等于IOmm0
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 所述聚酰亞胺的從所述半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的預(yù)定寬度大于或等于5mm且小于或等于IOmm0
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 所述有效芯片和所述聚酰亞胺之間的所述預(yù)定距離大于或等于2mm。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于， 所述前電極是鋁電極， 所述絕緣膜是氧化膜， 所述金屬膜是通過在鎳膜上形成金膜而獲取的鍍覆膜， 所述鍍覆是無電鍍覆，以及 所述主電極是鋁膜、鎳膜和金膜的層疊膜。
全文摘要
在半導(dǎo)體晶片(1)的周邊形成無效芯片(22)，在由無效芯片包圍的區(qū)域中形成有效芯片(21)，在有效芯片和無效芯片上形成表面電極，且在限定有效芯片和無效芯片的切割線(23)上設(shè)置絕緣膜(7)。形成具有從半導(dǎo)體晶片的外周端部起算的一預(yù)定寬度的聚酰亞胺(26)，所述聚酰亞胺覆蓋半導(dǎo)體晶片的外周部，從而聚酰亞胺從半導(dǎo)體晶片的外周端部向內(nèi)連續(xù)地覆蓋無效芯片、并且聚酰亞胺還連續(xù)地覆蓋位于夾在無效芯片之間的切割線上且相對(duì)于有效芯片位于與半導(dǎo)體芯片的外周端部相距一預(yù)定距離處的部分。在有效芯片上形成的表面電極涂敷有金屬膜，并且使用刀片沿著切割線將半導(dǎo)體晶片切分成半導(dǎo)體芯片。
文檔編號(hào)H01L21/301GK103069546SQ20118003909
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
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