[发明专利]一种化合物半导体器件的背面制程方法

说明书

本发明公开了一种化合物半导体器件的背面制程方法，是在III‑V族化合物半导体晶片的背面依次沉积形成NiV/TiW的粘合层以及Au层，然后将激光聚焦在完成背面金属制程的晶片背面并进行二次扫描，其中第一次扫描形成深度为所述晶片总厚度40～60％的切槽，第二次扫描重复第一次扫描的路径以将晶片切割成分立的小芯片。通过NiV/TiW粘结层的设置，提高了背面金属和III‑V族化合物半导体之间的层间结合能力，制成的晶片可以直接用激光扫描切割达到划片的目的，而无需蚀刻背面金属形成切割道再来进行切割，不仅减少了黄光、刻蚀等多项工艺，而且解决由非均匀腐蚀引起的变色的缺陷，切割后的产品其边缘不会出现金属剥离的现象，显著提高产品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺，特别是涉及一种化合物半导体器件的背面制程方法。

背景技术

异质结双极晶体管(HBT)以及高电子迁移率晶体管(HEMT)是重要的半导体电子器件，在微波、毫米波、光电等领域具有重要的应用。先进的多功能器件不仅要考虑集成电路的性能，而且需要考虑产品成本的降低。为了实现这一目标，对可靠制造工艺的开发和改进进行了许多努力。

器件背面制造过程是集成半导体器件的制造的一个关键流程步骤之一。无论器件类型和功能，都需要为在半导体芯片的前表面上制造的那些晶体管提供接地。接地盘由表面金属层，背面通孔和背面金属层组成，背面金属层通过背面通孔与表面金属层电接触。通常HBT或者HEMT器件先从前端表面开始制作表面金属层。后端制程通常需要机械研磨使晶片厚度变薄以方便后续的晶片通孔刻蚀工艺。孔洞的位置、大小和形状通过使用传统的光刻技术、干法或湿化学蚀刻来制成。背侧金属层沉积在晶片背侧上，由此可以实现经由背侧通孔与表面金属层的良好电接触。接地面的表面金属层不仅通过通孔与整个背侧金属层电接触，而且热接触，充当散热器的正面器件。

通常，传统的器件背面工艺包含背面切割道的制程，是通过光刻技术蚀刻背面金属以形成切割道；然后是晶片和晶片支撑材料的分离，有热分离法或者溶剂分离法等；最后通过对应切割道的位置将晶圆切成小芯片。形成背面切割道需要黄光制程以及金属的化学蚀刻等步骤，过程十分繁琐，时间、材料及人力成本都较高，这是由于传统的机械式划片方法无法切割5μm左右厚度的背面金属层，因而必须加以蚀刻形成切割道。

激光划片是近来发展的新技术，可以直接对金属或半导体实施切割。但是对于半导体和金属的复合结构——例如完成背面金属制程的GaAs半导体晶片，背面金属的主流工艺是 TiW/Au的复合层，TiW与GaAs半导体之间通过范德华力结合，结合力较弱，激光切割后在两者的接触面边缘极易产生金属剥离的现象，而导致产品的可靠性失效，因而仍然不可避免的需要先进行切割道制程，难以直接进行切割。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种无需形成切割道的化合物半导体器件的背面制程方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种化合物半导体器件的背面制程方法包括以下步骤：

1)将已完成正面制程的III-V族化合物半导体晶片以正面向下的方式贴合于支撑材料上，进行研磨减薄以及制作背面通孔的工艺；

2)于所述晶片背面沉积NiV层，所述NiV层由质量分数为90～97％的镍以及3～10％的钒组成，厚度为3～200nm；

3)于所述NiV层上沉积TiW层，所述TiW层厚度为2～10nm；

4)于所述TiW层上沉积Au层，所述Au层的厚度为0.5～25μm；

5)将完成背面金属制程的晶片与支撑材料分离，利用激光划片技术，将激光聚焦在晶片背面并进行二次扫描，其中第一次扫描形成深度为所述晶片总厚度40～60％的切槽，第二次扫描重复第一次扫描的路径以将所述晶片切割成分立的芯片。