[发明专利]一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法

说明书

提供了一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法。所述双面带电极的超薄晶片包括超薄晶片以及分别设置在超薄晶片的两个面上的第一金属电极和第二金属电极，其中，所述超薄晶片的厚度为2μm～100μm。

技术领域

本发明涉及一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法。

背景技术

超薄晶片在一些应用领域有较大的需求，比如热释电红外传感器等。器件的灵敏度和晶片的厚度成反比，一些高灵敏度的传感器需要使用5μm～60μm的超薄钽酸锂晶片；太赫兹领域针对频率的不同，需要使用10μm～60μm的超薄铌酸锂晶片；石英谐振器需要使用10μm～50μm的超薄石英晶片；零级波片根据波段的不同，需要使用9μm～100μm的石英晶片。

在一些应用中，需要在超薄晶片表面镀电极和吸收层等。在半导体晶圆电极的制备中，制备欧姆接触电极是必不可少的工艺，同时也是十分重要的工艺，其工艺的好坏，不仅仅影响半导体器件的性能，还会直接影响器件的可靠性和寿命。半导体晶圆表面的洁净程度决定了欧姆接触的性能。因此，在晶圆表面蒸镀电极之前，需要将晶圆的表面清洗地非常干净。

但是，当晶片减薄到几微米到几十微米的厚度之后，晶片的机械强度会大大降低，并且由于在后续的清洗、蒸镀电极等工艺过程中都需要对晶片进行转移或者需要对晶圆表面施加机械作用力，晶片非常容易发生碎裂，从而导致成品率低。为此，需要一些价格昂贵的设备来解决这些问题，所以通常很少直接采用厚度小于100μm的晶圆进行加工。

发明内容

本发明提供了一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法。根据本发明提供的制备方法可以制备一种双面镜面抛光并有镀金属电极(还可以镀有红外吸收层)、厚度为2μm～100μm的超薄自支持或自分离小晶片的晶圆电极结构，不仅能有效解决晶圆破碎问题，并且制备的晶片具备大尺寸、厚度均匀性好等特点。

根据本发明的双面带电极的超薄晶片不需要背膜或其它支撑结构，金属电极与超薄晶片之间的接触为欧姆接触或肖特基接触，并且可以通过工艺进行调节。

根据本发明的实施例，一种双面带电极的超薄晶片可以包括超薄晶片以及分别设置在超薄晶片的两个面上的第一金属电极和第二金属电极，其中，所述超薄晶片的厚度可以为2μm～100μm。

根据本发明的实施例，所述超薄晶片的厚度可以为10μm～20μm，所述超薄晶片的所述两个面的表面粗糙度Ra0.5nm，晶片翘曲度小于30μm。

根据本发明的实施例，所述超薄晶片可以是钽酸锂晶片、铌酸锂晶片、石英晶片、碳化硅晶片或蓝宝石晶片等。

根据本发明的实施例，第一金属电极和第二金属电极的材料可以分别包括Au、Al、Cr、Pt及其合金中的一种，第一金属电极和第二金属电极的厚度可以分别为5nm～200nm。

根据本发明的实施例，当第一金属电极和第二金属电极中的至少一个金属电极是由Au或Pt制备时，所述至少一个金属电极可以具有粘附层/金属层/粘附层的三层结构，其中，粘附层可以是Cr层或Ti层。

根据本发明的实施例，所述双面带电极的超薄晶片还可以包括形成在第一金属电极或第二金属电极上的红外吸收层，所述红外吸收层可以是炭黑或金黑。

根据本发明的实施例，第一金属电极和第二金属电极与所述超薄晶片之间的接触可以是欧姆接触或肖特基接触，并且可以通过工艺进行调整。

根据本发明的实施例，一种制备双面带电极的超薄晶片的方法可以包括以下步骤：准备目标晶圆；在目标晶圆的一个表面上形成第一金属电极；在第一金属电极上形成二氧化硅层；准备衬底晶圆；将衬底晶圆与目标晶圆上的二氧化硅层键合，以形成键合体；将键合体中的目标晶圆的厚度减薄至目标厚度；在键合体中的目标晶圆的另一表面上形成第二金属电极；去除二氧化硅层和衬底晶圆，以形成双面带电极的超薄晶片，其中，所述目标厚度可以为2μm～100μm。