[发明专利]用于将衬底分成单个器件的方法和结构

说明书

相关申请的参考

本申请要求于2007年10月1日提交的美国临时申请第60/976,524号的优先权，其内容为了所有目的整体结合于此以供参考。

技术领域

本发明通常涉及半导体技术，尤其涉及用于将衬底分成多个芯片结构的技术。

背景技术

半导体制造技术利用大量处理在衬底上形成半导体结构。衬底通常为晶片的一部分。晶片是半导体材料(例如硅)的小的薄的圆形薄片，在其上形成半导体结构。利用标准的器件制造处理(例如，蚀刻、沉积和镀覆)在晶片上制造半导体结构。

衬底通常用来在结构上支撑半导体结构，并防止由于机械弯曲而引起的损坏。衬底也可用作半导体结构的一部分，支撑垂直的或横向的电流。在一些器件中，在将衬底构造为使半导体结构与其他半导体结构绝缘或与导电表面形成电连接处，使用衬底作为绝缘体。

在一些器件中，衬底用作导电路径的一部分。这样的器件的实例是包括功率金属氧化物半导体场效应晶体管(功率MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和各种类型的晶闸管的固态开关。功率开关的一些限定性能的特征是其导通电阻(即，漏极-源极导通电阻，R_DSon)、击穿电压、和开关速度。

通常，较小尺寸的半导体结构趋向于减小如阻值、功率耗散、和寄生阻抗这些参数。对于半导体层而言，例如，半导体层越薄，半导体结构操作频率越高。而且，比热容量越大，储热衬底材料就越趋向于改善半导体结构的热耗散特性，而对于那些包括作为导电路径的一部分的衬底的器件而言，更薄的衬底趋向于提高操作频率。

在形成半导体结构之后，测试晶片，然后切割晶片以分离各个半导体结构，其通常被称为芯片(或裸芯片，die)。用于将晶片分成单个半导体结构的传统技术具有大量缺点，例如，硅碎裂和裂纹以及芯片锯条堵塞。下面更详细地讨论传统技术的这些和其他缺点。

因此，需要用于将晶片分成单个半导体器件结构的改进的技术。

发明内容

根据一种示例性实施方式，本发明公开了一种用于从半导体结构获得单个芯片的方法。半导体结构包括器件层，而器件层又包括由预定间隔隔开的有源区。在器件层的背侧上选择性地形成厚金属，从而有源区的背侧上形成厚金属而在预定间隔的背面上不形成厚金属。然后，沿着预定间隔切割半导体结构，从而将在背侧上具有厚金属的有源区分成单个芯片。

在一种实施方式中，用芯片锯切处理在未形成厚金属的预定间隔处切过(或切断，cut through)预定间隔。

在另一实施方式中，预定间隔包括划线区。

在另一实施方式中，利用选择性电镀来形成厚金属。

在另一实施方式中，在形成厚金属层之前，在每个有源区的背面上形成晶种层并使晶种层与该背面相接触。用垂直延伸的结构将每个晶种层与相邻的晶种层隔开。引导电镀电流通过每个晶种层，从而导致从相应的晶种层形成厚金属。

在又一实施方式中，晶种层包括金属层和扩散阻挡层。

在又一实施方式中，利用将垂直延伸的结构与划线区对准的背面对准掩模处理来形成垂直延伸的结构。

在再一实施方式中，器件层包括FET结构，该FET结构又包括在器件层的上部中的源极区、与该源极区接触的顶侧金属层，以及延伸入器件层的下部中的漏极区。厚金属沿着器件层的背面与漏极区直接接触，并且比顶侧金属层厚。

根据又一示例性实施方式，本发明公开了另一种用于从半导体结构获得单个芯片的方法。半导体结构包括器件层，且该器件层又包括由预定间隔隔开的有源区。厚金属形成于器件层的背面上。使用掩模层去除厚金属层部分，从而暴露沿着器件层背面的表面区域，使得暴露的表面区域与预定间隔基本对准。在去除厚金属层部分之后，厚金属层的岛仍存留在器件层的背面上。在去除厚金属层部分之后，沿着暴露的背面表面区域切割半导体结构。

在一种实施方式中，预定间隔包括划线区。

在另一实施方式中，利用毯式电镀(blanket electroplating)形成厚金属。

在又一实施方式中，在形成厚金属层之前，在器件层的背面上形成晶种层并使晶种层与该器件层相接触。引导电镀电流通过晶种层，从而导致从晶种层形成厚金属。

在又一实施方式中，晶种层包括金属层和扩散阻挡层。

在再一实施方式中，利用背面对准掩模处理来去除厚金属层部分，以确保在切割半导体结构时不会切过厚金属层。

以下的详细描述和附图提供了对本发明的本质和优点的更好理解。

附图说明

图1A是示出了在衬底上形成图案的多个芯片的示意图；