提出一種用于制造多個半導(dǎo)體芯片的方法以及一種半導(dǎo)體芯片。
本專利申請要求德國專利申請102015100686.3的優(yōu)先權(quán),其公開內(nèi)容通過參引的方式并入本文。
背景技術(shù):
為了由半導(dǎo)體晶片制造多個半導(dǎo)體芯片,尤其為了將半導(dǎo)體晶片分割成半導(dǎo)體芯片,能夠應(yīng)用不同的方法,所述方法尤其切斷襯底材料。然而,大多數(shù)分割方法的效率與要切斷的材料極度相關(guān)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
一個目的是提出一種方法,所述方法有助于簡單地且有效地制造半導(dǎo)體芯片,以及實現(xiàn)其長壽命的可靠運行。
根據(jù)本申請的第一方面,提出一種用于制造多個半導(dǎo)體芯片的方法。半導(dǎo)體芯片尤其能夠為光電子半導(dǎo)體芯片,例如發(fā)光二極管芯片或光電二極管芯片。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,提供一種復(fù)合件。復(fù)合件沿豎直方向在復(fù)合件的第一主面和第二主面之間延伸,其中豎直方向能夠垂直于第一主面和/或第二主面伸展。主面例如能夠為復(fù)合件的覆蓋面和底面。本方法尤其涉及將復(fù)合件沿著分割圖案分割成多個半導(dǎo)體芯片。分割尤其橫向于第一主面和/或第二主面進行,例如沿豎直方向進行。
例如,分割圖案能夠網(wǎng)格形地根據(jù)規(guī)則的多邊形網(wǎng)格的類型構(gòu)成。在此,分割不必強制性地沿著直線伸展的線進行。更確切地說,通過分割也能夠形成半導(dǎo)體芯片,所述半導(dǎo)體芯片在分割時形成的側(cè)面至少局部地被彎曲或者具有至少一個彎折部。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,復(fù)合件具有載體。載體例如包含半導(dǎo)體材料、例如硅、鍺、磷化鎵或砷化鎵或由這種材料構(gòu)成。載體能夠?qū)щ姷鼗螂娊^緣地構(gòu)成。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,復(fù)合件具有半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列例如外延地、如借助于濺射、movpe、mocvd或mbe來沉積。半導(dǎo)體層序列能夠沉積在載體上或沉積在與載體不同的生長襯底上。例如,半導(dǎo)體層序列包含設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的和/或用于接收輻射的有源區(qū)域。
例如,半導(dǎo)體層序列、尤其有源區(qū)域包含iii-v族化合物半導(dǎo)體材料。iii-v族化合物半導(dǎo)體材料尤其適合于產(chǎn)生紫外光譜范圍(alxinyga1-x-yn)經(jīng)由可見光譜范圍(尤其針對藍色至綠色輻射為alxinyga1-x-yn,尤其針對黃色至紅色輻射為alxinyga1-x-yp)直至紅外光譜范圍(alxinyga1-x-yas)的輻射。在這種情況下,分別適用的是0≤x≤1、0≤y≤1并且x+y≤1,尤其其中x≠1、y≠1、x≠0和/或y≠0。此外,在產(chǎn)生輻射時,借助尤其出自所提及的材料體系的iii-v族化合物半導(dǎo)體材料能夠?qū)崿F(xiàn)高的內(nèi)部量子效率。
第一主面尤其位于半導(dǎo)體層序列的背離載體的一側(cè)上。相應(yīng)地,第二主面尤其位于載體的背離半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,復(fù)合件具有功能層。功能層能夠單層地或多層地構(gòu)成。功能層能夠具有金屬層和/或介電層。
例如,功能層或其子層與半導(dǎo)體層序列導(dǎo)電地連接。
此外可行的是:功能層或其子層與半導(dǎo)體層序列和/或載體直接接觸。
功能層或其子層還能夠構(gòu)成為用于在半導(dǎo)體層序列中待產(chǎn)生或待檢測的輻射的鏡層。例如,對于該輻射的反射率為至少60%。
功能層或其子層還能夠構(gòu)成為用于材料配合的連接的連接層,例如半導(dǎo)體層序列和載體之間的材料配合的連接。在這種情況下,功能層例如包括焊料或粘合劑。
分割的半導(dǎo)體芯片尤其分別具有半導(dǎo)體層序列的、載體的和功能層的一部分。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,尤其沿著分割圖案借助于相干輻射切斷功能層。例如,處于脈沖運行、尤其處于脈沖持續(xù)時間最高為100ps、優(yōu)選最高為10ps的脈沖運行的激光器適合作為輻射源。這種短的激光脈沖的特征在于尤其小的材料選擇性。因此,在很大程度上與功能層的材料或功能層的各個子層的材料無關(guān)地進行材料剝離。此外,在這種情況下,將輻射源的取決于短的脈沖持續(xù)時間的功率輸出以及與之相對應(yīng)地將要分割的半導(dǎo)體芯片、尤其功能層的熱負荷保持為低的。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方案變型形式中,在切斷功能層時在半導(dǎo)體層序列中已經(jīng)構(gòu)成臺面溝槽。臺面溝槽限定各個半導(dǎo)體本體,所述半導(dǎo)體本體從半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生。例如,臺面溝槽完全地延伸穿過半導(dǎo)體層序列。換言之,半導(dǎo)體層序列在切斷功能層時就已經(jīng)被切斷。因此,分割圖案在復(fù)合件的俯視圖中沿著臺面溝槽伸展。相應(yīng)地,沿著臺面溝槽切斷功能層。
在根據(jù)第一方面的至少一個替選的實施方案變型形式中,在切斷功能層時也至少部分地切斷半導(dǎo)體層序列。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,在切斷功能層時,也至少部分地切斷載體。因此,例如在切斷功能層時限定要分割的半導(dǎo)體芯片的各個載體本體。對此,示例地,在載體的朝向功能層的一側(cè)上沿著分割圖案構(gòu)成凹部。因此,換言之,劃刻載體。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,在載體中尤其沿著分割圖案構(gòu)成分離溝槽。分離溝槽的構(gòu)成能夠在切斷功能層之前或之后進行。分離溝槽例如能夠借助于化學(xué)方法構(gòu)成。在各個半導(dǎo)體芯片中,分離溝槽的側(cè)面尤其形成沿橫向方向?qū)Π雽?dǎo)體芯片限界的側(cè)面。
將橫向方向理解為如下方向,所述方向沿著半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體層的主延伸平面伸展。橫向方向例如能夠平行于第一主面和/或第二主面伸展。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,將保護層施加在分別要分割的半導(dǎo)體芯片的至少一個側(cè)面上。保護層尤其朝向分離溝槽對功能層限界。在切斷功能層之后施加保護層。例如,能夠?qū)⒈Wo層施加到已經(jīng)分割的半導(dǎo)體芯片上或施加到具有切斷的功能層的半導(dǎo)體芯片的復(fù)合件上。
保護層尤其用于封裝半導(dǎo)體芯片,使得有助于:保護半導(dǎo)體芯片的相應(yīng)的側(cè)面防止外部因素影響,例如濕氣和有害氣體。此外,在對分割的半導(dǎo)體芯片借助例如環(huán)氧材料進行稍后的擠壓包封時、即在所謂的“moldchipinframe框架中模制芯片”中,能夠避免與半導(dǎo)體芯片的側(cè)面、尤其功能層反應(yīng)。
保護層例如能夠在構(gòu)成分離溝槽期間施加。例如,保護層是在化學(xué)方法中使用的鈍化層。保護層例如能夠包含如下材料中的一種、由如下材料中的一種構(gòu)成、或者由與如下材料中的一種發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生:八氟環(huán)丁烷、四氟甲烷、二氧化硅、五氧化二鉭、氧化鋁、氮化硅、氧化鈦(iv)。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,提供復(fù)合件,所述復(fù)合件具有載體、半導(dǎo)體層序列和功能層。借助于相干輻射沿著分割圖案切斷功能層。在載體中沿著分割圖案構(gòu)成分離溝槽。將朝向分離溝槽對功能層限界的保護層施加在要分割的半導(dǎo)體芯片的各至少一個側(cè)面上。從復(fù)合件中分割的半導(dǎo)體芯片分別具有半導(dǎo)體層序列的、載體的和功能層的一部分。
通過借助于相干輻射進行材料剝離,在半導(dǎo)體芯片的在分割時形成的側(cè)面上局部地形成通過相干輻射產(chǎn)生的材料剝離的痕跡。
通過所描述的方法,載體能夠簡單地且有效地被切斷,尤其借助于化學(xué)方法切斷。而尤其也在分割圖案的區(qū)域中設(shè)置在載體上的功能層在構(gòu)成分離溝槽之前或之后借助于相干輻射移除,其中所述功能層借助化學(xué)方法無法被剝離或者僅極其緩慢地被剝離。
相應(yīng)的半導(dǎo)體芯片的在借助于相干輻射切斷功能層時露出的側(cè)面通過施加保護層來保護防止外部影響。有利地,因此有助于各個半導(dǎo)體芯片的長壽命可靠的功能。此外,功能層的子層的相對于外部影響尤其敏感的材料、如銀能夠通過保護層基本上與外部影響無關(guān)地設(shè)置在功能層之內(nèi),使得尤其沿橫向方向?qū)崿F(xiàn)功能層的子層的可變的設(shè)置方式。
借助根據(jù)第一方面的所描述的方法,因此尤其能夠?qū)⒃诨瘜W(xué)方法中、如等離子分離方法中的對于半導(dǎo)體材料的高的剝離速率與用于功能層的不同的材料的輻射引發(fā)的材料剝離的廣泛的可用性結(jié)合,并且同時實現(xiàn)分割的半導(dǎo)體芯片的長壽命的功能。
借助可用的設(shè)備系統(tǒng)能夠容易地將根據(jù)第一方面的方法的方法步驟自動化,例如借助于用于接收一個或多個復(fù)合件的半導(dǎo)體儲盒、以及用于自動化地運輸半導(dǎo)體儲盒、定位相應(yīng)的復(fù)合件和執(zhí)行方法的方法步驟(所謂的“cassette-to-cassette”或者儲盒間系統(tǒng))的設(shè)備。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,功能層具有金屬層和/或介電層。在此可行的是:功能層由至少一種金屬構(gòu)成或由至少一種介電材料構(gòu)成。此外可行的是:功能層由金屬和介電層構(gòu)成的組合形成。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,載體包含半導(dǎo)體材料。在此可行的是:載體由半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
特別地,根據(jù)第一方面的所描述的方法尤其適合于復(fù)合件的構(gòu)成,其中功能層具有金屬層和/或介電層,并且載體包含半導(dǎo)體材料。借助所應(yīng)用的方法,由于對復(fù)合件的不同的區(qū)域應(yīng)用不同的分離方法,也在材料的所述組合的情況下實現(xiàn)尤其有效的且精確的材料剝離。特別地,在這種情況下,與單級的分割方法相比,借助于具有納秒范圍中脈沖持續(xù)時間的激光輻射能夠得到更高產(chǎn)量的分割的半導(dǎo)體芯片和/或半導(dǎo)體芯片的更大的有源面,因為能夠盡可能避免分割的半導(dǎo)體芯片的側(cè)面的熔化。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,功能層設(shè)置在半導(dǎo)體層序列和載體之間。例如,功能層包含連接層,借助所述連接層將半導(dǎo)體層序列固定在載體上,所述連接層例如是焊料層。但是與其不同,功能層也能夠設(shè)置在載體的背離半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上或設(shè)置在半導(dǎo)體層序列的背離載體的一側(cè)上。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,功能層在借助于相干輻射切斷復(fù)合件之前整面地在復(fù)合件之上延伸。因此,功能層沿橫向方向能夠是完全未結(jié)構(gòu)化的。在在切斷功能層之前構(gòu)成分離溝槽的情況下(如果在切斷功能層之前構(gòu)成分離溝槽),相鄰的半導(dǎo)體芯片在載體中構(gòu)成分離溝槽之后例如分別經(jīng)由功能層機械地彼此連接。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,分離溝槽借助于化學(xué)方法構(gòu)成。特別地,借助于等離子分離方法、例如借助于icp(inductivelycoupledplasma,電感耦合等離子)方法或借助于深反應(yīng)離子刻蝕(deepreactiveionetching,drie)進行。該方法也稱作為“bosch工藝”。等離子分離方法尤其在半導(dǎo)體材料中的特征能夠在于高的刻蝕速率。特別地,化學(xué)方法為多級刻蝕工藝,所述刻蝕工藝包括刻蝕步驟和鈍化步驟。分離溝槽的構(gòu)成尤其各向異性地沿豎直方向進行,使得將沿橫向方向的材料剝離保持為低的,并且實現(xiàn)載體的有效的切斷。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,保護層是化學(xué)方法的鈍化層?;瘜W(xué)方法例如包括交替的刻蝕和鈍化步驟,所述刻蝕和鈍化步驟實現(xiàn)沿豎直方向各向異性地構(gòu)成分離溝槽。在此,鈍化步驟包括施加鈍化層,所述鈍化層尤其覆蓋半導(dǎo)體芯片的側(cè)面,并且對所述側(cè)面進行保護防止在稍后的刻蝕步驟中的化學(xué)的材料剝離或刻蝕反應(yīng)。在達到分離溝槽的預(yù)設(shè)的深度時,尤其當(dāng)分離溝槽完全地延伸穿過載體時,以鈍化步驟結(jié)束化學(xué)方法。有利地,在功能層已經(jīng)沿著分割圖案切斷的情況下,通過鈍化層覆蓋半導(dǎo)體芯片的側(cè)面上的功能層。這種方式實現(xiàn)在沒有附加方法步驟的情況下簡單且可靠地封裝各個半導(dǎo)體芯片。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,保護層包含下述材料中的至少一種或由下述材料中的至少一種構(gòu)成:八氟環(huán)丁烷、四氟甲烷、二氧化硅、五氧化二鉭、氧化鋁、氮化硅、氧化鈦(iv)。附加地和/或替選地,保護層例如能夠由與上面提出的材料之一發(fā)生反應(yīng)來產(chǎn)生。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,分離溝槽完全地延伸穿過載體。例如,復(fù)合件在構(gòu)成分離溝槽之后僅還經(jīng)由功能層保持在一起。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,構(gòu)成分離溝槽在切斷功能層之后進行。例如,首先將設(shè)置在半導(dǎo)體層序列和載體之間的功能層借助于相干輻射切斷并且隨后借助于等離子分離方法切斷載體。特別地,因此能夠?qū)⒃跇?gòu)成分離溝槽期間施加的鈍化層用作為用于功能層的保護層。此外,已經(jīng)切斷的功能層能夠用作為用于構(gòu)成分離溝槽的掩模。分離溝槽尤其以自校準的方式在如下區(qū)域中形成,在所述區(qū)域中移除功能層。功能層和在分割時形成的載體本體能夠沿橫向方向齊平。但是與此不同,也能夠設(shè)有附加的掩?;蜓谀?。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,在構(gòu)成分離溝槽之后施加保護層。有利地,能夠在用于構(gòu)成分離溝槽的化學(xué)方法期間施加保護層。特別地,在這種情況下,構(gòu)成分離溝槽和施加保護層在相同的工藝腔中進行。以這種方式,通過分離產(chǎn)生的側(cè)面在換到另一工藝腔中時例如不被灰塵污染。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,復(fù)合件具有另一功能層。特別地,功能層和另一功能層沿豎直方向彼此間隔開。例如,功能層和另一功能層設(shè)置在載體的相對置的側(cè)上。另一功能層尤其能夠如在功能層的上下文中所描述的那樣構(gòu)成。例如借助于相干輻射或機械負荷、例如借助于對復(fù)合件沿傾斜于或垂直于復(fù)合件的主面伸展的方向的壓力作用能夠切斷另一功能層。
在分割之前,功能層和另一功能層能夠在橫向方向上是完全未結(jié)構(gòu)化的,并且尤其沿著分割圖案完全地覆蓋載體。在分割時,功能層和另一功能層能夠沿著分割圖案被切斷,其中例如在切斷功能層和切斷另一功能層之間執(zhí)行分離溝槽的構(gòu)成。
在根據(jù)第一方面的至少一個實施方式中,復(fù)合件在分割之前、尤其在構(gòu)成分離溝槽之前和/或在切斷功能層之前固定在輔助載體上。例如薄膜、剛性載體或板適合作為輔助載體,其中還處于復(fù)合件中的或已經(jīng)分割的半導(dǎo)體芯片借助于負壓吸住或借助于靜電力固定。在分割之后,半導(dǎo)體芯片能夠以幾何排列、例如以矩陣形結(jié)構(gòu)存在于輔助載體上。半導(dǎo)體芯片的進一步加工由此被簡化。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提出一種半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體芯片尤其能夠借助在此描述的方法制造,使得所有對于本方法公開的特征也對于半導(dǎo)體芯片公開并且反之亦然。
在根據(jù)第二方面的至少一個實施方式中,半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體本體、載體本體和功能層,所述半導(dǎo)體本體、所述載體本體和所述功能層沿豎直方向相疊地設(shè)置,以及半導(dǎo)體芯片具有保護層,所述保護層設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的至少一個側(cè)面上。功能層在半導(dǎo)體芯片的至少一個側(cè)面上具有通過相干輻射進行材料剝離的痕跡。為了制造這種半導(dǎo)體芯片能夠放棄在借助于相干輻射切斷之前對功能層進行結(jié)構(gòu)化。功能層在半導(dǎo)體芯片的側(cè)面上具有通過相干輻射產(chǎn)生的材料剝離的痕跡的特征為實體特征,所述實體特征能夠借助半導(dǎo)體技術(shù)的分析方法在制成的半導(dǎo)體芯片上明確地證實。例如,所述痕跡與能夠通過鋸割、折斷、刻蝕或其他分離技術(shù)產(chǎn)生的痕跡明確地區(qū)分。因此,所提出的特征尤其不是方法特征。
在根據(jù)第二方面的至少一個實施方式中,載體本體在半導(dǎo)體芯片的至少一個側(cè)面上具有化學(xué)材料剝離的痕跡。在此,其同樣為實體特征,所述實體特征能夠借助半導(dǎo)體技術(shù)的分析方法在制成的半導(dǎo)體芯片上明確地證實。
在根據(jù)第二方面的至少一個實施方式中,功能層在半導(dǎo)體芯片的具有該痕跡的至少一個側(cè)面上由保護層覆蓋。通過保護層尤其有助于:保護功能層防止外部影響因素,例如濕氣或有害氣體。有利地,因此有助于各個半導(dǎo)體芯片的長壽命的可靠功能。保護層例如能夠包含如下材料中的一種或由如下材料中的一種構(gòu)成:八氟環(huán)丁烷、四氟甲烷、二氧化硅、五氧化二鉭、氧化鋁、氮化硅、氧化鈦(iv)。
在根據(jù)第二方面的至少一個實施方式中,功能層設(shè)置在載體本體和半導(dǎo)體本體之間。功能層或其子層例如能夠構(gòu)成為用于半導(dǎo)體本體和載體本體之間的材料配合的連接的連接層。在材料配合連接的情況下,優(yōu)選預(yù)制的連接配合物借助于分子和/或原子力保持在一起。材料配合的連接例如能夠借助于連接機構(gòu)、例如粘合劑或焊料實現(xiàn)。通常,分離連接與破壞連接機構(gòu)和/或連接配合物中的至少一個一起進行。例如,半導(dǎo)體芯片構(gòu)成為薄膜半導(dǎo)體芯片,其中移除用于半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層序列的生長襯底,并且載體本體機械地穩(wěn)定半導(dǎo)體本體。
在根據(jù)第二方面的至少一個實施方式中,半導(dǎo)體芯片具有另一功能層,所述另一功能層設(shè)置在載體本體的背離半導(dǎo)體本體的一側(cè)上。另一功能層在半導(dǎo)體芯片的至少一個側(cè)面上例如具有通過相干輻射進行材料剝離的痕跡,或者具有由于機械負荷產(chǎn)生的斷裂棱邊。另一功能層例如能夠構(gòu)成為用于外部電接觸半導(dǎo)體芯片的載體側(cè)的電接觸部。
附圖說明
從實施例結(jié)合附圖的下面的描述中得出其他的特征、設(shè)計方案和有利方案。
附圖示出:
圖1a至1d根據(jù)分別在示意剖面圖中示出的中間步驟示出用于制造多個半導(dǎo)體芯片的方法的第一實施例;
圖2a至2d根據(jù)分別在示意剖面圖中示出的中間步驟示出用于制造多個半導(dǎo)體芯片的方法的第二實施例;
圖3a至3e根據(jù)分別在示意剖面圖中示出的中間步驟示出用于制造多個半導(dǎo)體芯片的方法的第三實施例;
圖4a和4b根據(jù)分別在示意剖面圖中示出的中間步驟示出用于制造多個半導(dǎo)體芯片的替選的方法;
圖5a和5b示出各一個分割的半導(dǎo)體芯片的示意圖。
相同的、同類的或起相同作用的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標記。附圖和附圖中示出的元件彼此間的大小比例不能夠視為是合乎比例的。更確切地說,為了更好的示出和/或為了更好的理解能夠夸大地示出個別元件和尤其層厚度。
具體實施方式
用于制造多個半導(dǎo)體芯片的方法的第一實施例根據(jù)圖1a至1d分別以示意剖面圖示出。如在圖1a中示出的,提供復(fù)合件1,所述復(fù)合件設(shè)置用于分割成多個半導(dǎo)體芯片10。例如,半導(dǎo)體芯片10是光電子半導(dǎo)體芯片,所述半導(dǎo)體芯片具有設(shè)置用于產(chǎn)生和/或用于接收輻射的有源區(qū)域(在附圖中為了簡化示出而未明確地示出)。在圖1a中示出的實施例中,復(fù)合件1包括半導(dǎo)體層序列2,所述半導(dǎo)體層序列借助于臺面溝槽25劃分成多個半導(dǎo)體本體20。半導(dǎo)體層序列2例如具有1μm和20μm之間的厚度,其中包括邊界值。在該實施例中,半導(dǎo)體層序列2尤其具有7μm和8μm之間的厚度,其中包括邊界值。半導(dǎo)體層序列2、尤其有源區(qū)域例如包含在說明書的概述部分中提出的化合物半導(dǎo)體材料中的一種。半導(dǎo)體層序列2設(shè)置在載體4上。載體4例如包含半導(dǎo)體材料,例如硅或鍺。也能夠應(yīng)用其他的半導(dǎo)體材料、例如磷化鎵或砷化鎵。
在半導(dǎo)體層序列2和載體4之間設(shè)置有功能層3。功能層3例如包含連接層,借助所述連接層將半導(dǎo)體層序列2材料配合地固定在載體4上,所述連接層例如是焊料層或?qū)щ姷恼辰訉印9δ軐?還能夠具有子層,所述子層設(shè)置作為用于要在半導(dǎo)體本體20中產(chǎn)生的或吸收的輻射的金屬鏡層。功能層3例如還能夠包括用于電接觸或用于電流擴展的層。例如,鏡層包含銀。替選地或補充地,功能層3也能夠包括介電層。
復(fù)合件1構(gòu)成用于制造薄膜半導(dǎo)體芯片、尤其薄膜發(fā)光二極管芯片。用于半導(dǎo)體層序列2的外延沉積的生長襯底在圖1a中示出的階段中已經(jīng)被移除。載體4機械地穩(wěn)定半導(dǎo)體層序列。
在豎直方向上,復(fù)合件1在第一主面11和第二主面12之間延伸。第一主面11通過半導(dǎo)體層序列2形成。然而與此不同,在半導(dǎo)體層序列2上能夠設(shè)置有一個或多個層,例如鈍化層和/或用于電接觸的或用于電流擴展的層。
復(fù)合件1借助第二主面12固定在輔助載體6上。輔助載體6例如能夠是夾在框架上的薄膜。替選地,輔助載體6也能夠是剛性載體或如下設(shè)備,在所述設(shè)備中借助于負壓或借助于靜電力固定復(fù)合件1和尤其隨后分割的半導(dǎo)體芯片10。借助于輔助載體6,分割的半導(dǎo)體芯片10能夠以幾何排列、例如矩陣狀地存在。由此簡化進一步加工。
如圖1b中示出的,復(fù)合件1從第一主面11起沿著分割圖案15加載有相干輻射7、例如具有皮秒范圍中的脈沖持續(xù)時間的激光輻射。優(yōu)選地,相干輻射7具有最高100ps、優(yōu)選最高10ps的脈沖持續(xù)時間。
分割圖案15例如能夠具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu),所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具有沿著第一方向的第一分割線并且具有第二分割線,所述第二分割線傾斜于或垂直于第一分割線伸展。但是,分割圖案15也能夠至少局部彎曲地伸展或者構(gòu)成為,使得分割的半導(dǎo)體芯片10在俯視圖中具有如下基本形狀,所述基本形狀具有多于四個的角,例如六邊形的基本形狀。
分割圖案15在該實施例中沿著臺面溝槽25伸展。與此不同也能夠考慮:半導(dǎo)體層序列2和功能層3在共同的制造步驟中借助于相干輻射7切斷。
基于尤其在處于皮秒范圍中的脈沖運行的激光器的情況下借助于相干輻射7的剝離的小的材料選擇性,很大程度上與功能層3或其子層的材料組成成分無關(guān)地切斷功能層3。即使在復(fù)合件1之上沿橫向方向出現(xiàn)材料組成成分的波動,例如連接層中的合金或焊料組成部分中的或相分布中的波動也不會引起功能層3的不期望的不均勻的材料剝離。材料剝離能夠通過設(shè)定激光器的參數(shù),尤其波長、脈沖持續(xù)時間、頻率和脈沖形狀以及通過另外的方法參數(shù),如尤其射束焦散曲線、射束幾何形狀、進給速度和光學(xué)功率來控制。
在切斷如下復(fù)合件1時,能夠在沒有大的研發(fā)耗費的情況下將該激光剝離工藝的簡單的調(diào)整快速地匹配于變化的條件,所述復(fù)合件在功能層3的組成成分方面區(qū)別相當(dāng)大。
與所描述的實施例不同,復(fù)合件1在功能層3已經(jīng)被切斷之后才能夠固定在輔助載體6上。也還能夠考慮的是:各個步驟在不同的輔助載體上進行。對此,能夠執(zhí)行一個或多個粘貼或重粘步驟。構(gòu)成為薄膜的輔助載體6能夠在兩個步驟之間在需要的情況下擴展開。
具有部分切斷的功能層3的復(fù)合件1同樣在圖1b中示出。下面,沿著分割圖案15在載體4中構(gòu)成分離溝槽45。這樣分割的半導(dǎo)體芯片10在圖1c中示出,所述半導(dǎo)體芯片分別具有半導(dǎo)體本體20和從載體4中產(chǎn)生的載體本體40。
優(yōu)選地,借助于化學(xué)方法,尤其借助于干化學(xué)方法,如等離子分離方法構(gòu)成分離溝槽45。例如,能夠應(yīng)用icp(電感耦合等離子)分離方法或深反應(yīng)離子刻蝕。借助這種方法尤其能夠以高的剝離速率移除半導(dǎo)體材料,如硅和鍺。這樣形成的分離溝槽45沿豎直方向完全地延伸穿過載體4,使得半導(dǎo)體芯片10僅還經(jīng)由輔助載體6彼此連接。
在該實施例中,因此,在從復(fù)合件的同一側(cè)起構(gòu)成分離溝槽45之前,借助于相干輻射移除功能層3。在這種情況下,功能層3能夠用作為用于構(gòu)成分離溝槽45的掩模。因此,能夠放棄在構(gòu)成分離溝槽45時的掩模。但是與此不同地也能夠考慮:在另一功能層3上設(shè)有掩模或掩模層。
所描述的分離方法將用于激光剝離方法的介電材料和金屬材料的小的材料選擇性的可由此實現(xiàn)的高的剝離速率與用于半導(dǎo)體材料的化學(xué)分離方法,尤其等離子方法的高的剝離速率結(jié)合。已經(jīng)證實:這種雙級的方法整體上的特征在于尤其高的可靠性和高的通過速率。
特別地,該方法相對于用于制造復(fù)合件1的位于之前的步驟中的工藝波動,例如關(guān)于功能層3的層厚度中的波動尤其是敏感度低的。此外,該方法能夠以簡化的方式自動化地執(zhí)行,例如通過儲盒間工藝執(zhí)行。
所描述的方法很大程度上與要從復(fù)合件1中分割半導(dǎo)體芯片10的具體的設(shè)計方案無關(guān)。例如,半導(dǎo)體芯片10還能夠具有兩個前側(cè)的或兩個后側(cè)的接觸部。此外,在半導(dǎo)體層序列2上或半導(dǎo)體本體20上能夠設(shè)置有一個或多個另外的層,例如鈍化層,如氧化層或氮化物層,和/或包含tco(透明導(dǎo)電氧化物)材料的層,和/或包含設(shè)置用于輻射轉(zhuǎn)換的發(fā)光材料的層。在該實施例中,化學(xué)方法包括刻蝕步驟和鈍化步驟,所述刻蝕步驟和鈍化步驟交替地執(zhí)行,直至分離溝槽45完全地延伸穿過載體4。復(fù)合件1在這種情況中能夠首先用保護漆(未示出)覆蓋,例如聚乙烯醇層覆蓋,所述保護漆尤其保護半導(dǎo)體層序列2防止隨后的刻蝕和鈍化步驟的影響。保護漆尤其在切斷功能層3之前施加。
在化學(xué)方法的鈍化步驟中,尤其在分離溝槽45的區(qū)域中導(dǎo)入氣體混合物,所述氣體混合物例如包括八氟環(huán)丁烷(c4f8)或四氟甲烷(cf4/h2),所述氣體混合物在化學(xué)方法中通過等離子活化,在分離溝槽45的側(cè)面上形成聚合物鈍化層。隨后,交替地執(zhí)行刻蝕和鈍化步驟。
在達到分離溝槽45的預(yù)設(shè)的深度時,尤其當(dāng)分離溝槽45完全地延伸穿過載體4時,執(zhí)行鈍化步驟,隨后不進行其他刻蝕步驟。最后施加的鈍化層在該階段中覆蓋分離溝槽45的、功能層3的和半導(dǎo)體層序列2的側(cè)面、以及覆蓋復(fù)合件1的第一主面11。通過移除保護漆能夠有針對性地移除鈍化層,使得至少功能層3還保持由作為保護層5的鈍化層的一部分完全地覆蓋。因此,不需要另外的方法步驟以施加保護層5。
在其他實施例中,保護層5替選地能夠在單獨的步驟中施加。例如,用二氧化硅層(sio2)或五氧化二鉭層(ta2o5)對半導(dǎo)體芯片10進行最終封裝。在這種情況中能夠考慮:對此執(zhí)行一個或多個粘貼步驟或重粘步驟。例如,為此將輔助載體6上的復(fù)合件1或分割的半導(dǎo)體芯片10輸送給單獨的設(shè)備。
在圖2a至2d中示出的第二實施例和在圖3a至3e中示出的第三實施例與結(jié)合圖1a和1d描述的第一實施例的區(qū)別尤其在于:復(fù)合件1具有另一功能層35,所述另一功能層設(shè)置在載體4的背離功能層3的一側(cè)上。另一功能層35能夠如結(jié)合功能層3描述的那樣構(gòu)成。例如,另一功能層35構(gòu)成為用于外部電接觸半導(dǎo)體芯片10的載體側(cè)的電接觸部。
在第二實施例中,提供具有已經(jīng)沿著分割圖案15分割的另一功能層35的復(fù)合件1(圖2a)。
在第三實施例中,提供具有構(gòu)成為連貫層的另一功能層35的復(fù)合件1(圖3a)。如在圖3e中示出的,另一功能層35在施加保護層5之后才被切斷,尤其借助于相干輻射或機械負荷,例如通過液體射束8切斷。
在一個替選的制造方法(圖4a和4b)中,復(fù)合件401從第一主面411起沿著分割圖案415借助相干輻射407,例如具有納秒范圍脈沖持續(xù)時間的激光輻射來加載。在此,輻射源的功率輸出高至使得沿著分割圖案415將復(fù)合件401的部分區(qū)域熔化成熔渣,所述熔渣形成保護層405。保護層405有助于:保護功能層403防止外部影響,例如濕氣或有害氣體影響。在此,保護層405能夠沿豎直方向在功能層403之上延伸。
圖5a示出分割的半導(dǎo)體芯片10的示意圖,所述半導(dǎo)體芯片例如通過實施例中描述的方法中的一個方法制造。載體本體40具有對于化學(xué)材料剝離典型的凹槽形的結(jié)構(gòu)。功能層3、即該實施例中的金屬層示出對于通過相干輻射7進行材料剝離典型的痕跡30。
圖5b示出分割的半導(dǎo)體芯片410的示意圖,所述半導(dǎo)體芯片例如根據(jù)在圖4a和4b中描述的方法制造。載體本體440在側(cè)面4101處借助作為保護層405的熔渣包覆,所述熔渣對于借助于具有納秒范圍中的脈沖持續(xù)時間的相干輻射407進行的材料剝離是典型的。
本發(fā)明不局限于根據(jù)所述實施例進行的描述。更確切地說,本發(fā)明包括各個新的特征以及特征的各個組合,這尤其包含專利權(quán)利要求中的特征的各個組合,即使所述特征或所述組合本身沒有在專利權(quán)利要求或?qū)嵤├忻鞔_地說明時也是如此。