[发明专利]一种不易变形的碳化硅基芯片背面工艺

说明书

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，具体涉及一种不易变形的碳化硅基芯片背面工艺，包括以下步骤：S1、在完成正面工艺的碳化硅基芯片正面旋涂或喷淋粘胶剂；S2、将碳化硅基芯片与高硼硅玻璃衬底或者将碳化硅基芯片与硅酸硼玻璃衬底进行键合；S3、对键合好的碳化硅基芯片完成后续背面工艺；S4、将完成后续背面工艺的碳化硅基芯片与高硼硅玻璃衬底或者碳化硅基芯片与硅酸硼玻璃衬底进行分离。本发明使用和碳化硅热膨胀系数相近的高硼硅玻璃衬底或硅酸硼玻璃衬底作为临时键合载片，不仅对减薄后的碳化硅基芯片提供支撑和保护，更能在高温工艺后不增加翘曲度，从而可以精确控制碳化硅基芯片减薄后的最终厚度和均匀度，进而确保成品率。

技术领域

本发明属于半导体制造工艺领域，具体涉及一种不易变形的碳化硅基芯片背面工艺。

背景技术

以GaN（氮化镓）和SiC（碳化硅）等为代表的第三代半导体材料，被广泛应用于光电子器件、高功率器件和电力电子器件等领域，以其优异的半导体性能在各个现代工业领域都将发挥重要革新作用，应用前景和市场潜力巨大。GaN和SiC作为一种宽禁带半导体材料，不但击穿电场强度高、热稳定性好，还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特点，可以用来制造各种耐高温的高频、高效大功率器件，应用于Si器件难以胜任的场合。随着半导体技术的发展，为了进一步获得更佳的性能和可靠性，芯片厚度的超薄化以及背面通孔接地和金属化是目前的一个趋势,其具有很多优点，如减少接地电阻和电感、保证芯片焊接时背面的良好接触性和提高散热效率进而提高性能和可靠性。由于GaN目前只有小尺寸衬底（两寸以下）而且SiC的散热性良好和与GaN的晶格系数较近，3寸以上的GaN高功率器件通常使用碳化硅基的GaN外延片。

高功率碳化硅基芯片的背面工艺一般包括衬底键合、背面减薄、光刻、通孔蚀刻、背面金属化和切割道光刻/金属蚀刻等步骤。当芯片减薄至100μm甚至更薄时，很容易发生碎片，并且由于应力的原因芯片会发生弯曲变形无法操作。为了解决这种薄芯片的支撑和传输问题，临时键合再分离法是业界通常采用的工艺方法之一，其主要原理就是将芯片临时键合在直径相仿的载片上，利用该载片来实现对薄芯片的支撑和传输，同时可以防止薄芯片变形，在完成相关工艺后再将载片从薄芯片上解离。碳化硅基芯片与载片衬底的键合工艺以及背面光刻、通孔蚀刻、金属化以及切割道光刻等工艺一般都需在高温下完成（有时会超过200摄氏度），在这样的高温下，现有的临时键合衬底材料，如蓝宝石，还是容易造成碳化硅基芯片的翘曲、变形，而翘曲、变形容易引起机台真空平台的吸附异常问题和光刻工艺的聚焦显影问题，导致上述背面工艺的失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不易变形的碳化硅基芯片背面工艺，该方法可以很好地解决现有临时键合衬底材料容易造成碳化硅基芯片的翘曲、变形的问题。

为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种不易变形的碳化硅基芯片背面工艺，包括以下步骤：

S1、在完成正面工艺的碳化硅基芯片正面旋涂或喷淋粘胶剂；

S2、将碳化硅基芯片与高硼硅玻璃衬底或者将碳化硅基芯片与硅酸硼玻璃衬底进行键合；

S3、对键合好的碳化硅基芯片完成后续背面工艺；

S4、将完成后续背面工艺的碳化硅基芯片与高硼硅玻璃衬底或者碳化硅基芯片与硅酸硼玻璃衬底进行分离。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：使用和碳化硅热膨胀系数相近的高硼硅玻璃衬底或硅酸硼玻璃衬底作为临时键合载片，不仅对减薄后的碳化硅基芯片提供支撑和保护，更能在高温键合、光刻和蚀刻工艺后不增加翘曲度，从而可以精确控制碳化硅基芯片减薄后的最终厚度和均匀度，以及双面或红外线背面对准光刻和单面光刻的精准度，进而确保成品率；而且其硬度高、耐磨损、抗沾污性强，可以多次循环使用，节约成本。

附图说明