[发明专利]一种提高碳化硅晶圆激光打标良率的方法

说明书

本发明公开了一种提高碳化硅晶圆激光打标良率的方法，包括以下步骤：S1，激光打标前，在碳化硅晶圆的待打标面制备保护膜；保护膜由钨或二氧化硅组成；S2，在碳化硅晶圆的待打标面进行激光打标；S3，采用清洗液去除保护膜。本发明的保护膜将待打标面全部覆盖后保护起来，在激光打标时，保护膜能承受碳化硅气化碎屑的高温，飞溅的气化碎屑在冷却后，形成细微的碳化硅颗粒落在保护膜上；打标完成后，保护膜能采用清洗液简单去除而不损伤碳化硅材料，同时清洗液可以将落在保护膜上的碳化硅细微颗粒一起带走，从而不影响晶圆质量，避免了良率损失，提高了晶圆产品的良率，采用本发明的碳化硅晶圆激光打标，良率可以达到99％以上。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别涉及一种提高碳化硅晶圆激光打标良率的方法。

背景技术

激光打标是利用高能量密度的激光对材料的某一个位置进行局部照射，使其表层材料瞬间熔融甚至气化、或者发生颜色变化的一种化学反应，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成所需要的永久性图文标记，是一种非接触式、材料不会变形和产生内应力的标记工艺。

碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料，在制造耐高温、抗辐射的高频大功率器件方面具有广阔的应用前景，目前用于功率器件的制造和实际流片的碳化硅晶圆材料有两层，底部是N型导电型的碳化硅衬底，其上有一层碳化硅外延层。为了保证整个封装制程的可追溯性，在功率器件的制造过程中晶圆打标是晶圆封装工艺中重要的一环，即采用激光打标工艺在碳化硅晶圆上制作标识码，标识码的准确性对于后续流片和测试时对晶圆进行管理和追踪、调查工艺问题时追溯晶圆具体序号有着重要的意义。

碳化硅晶圆是由碳化硅组成，碳化硅只有固气二相，在常温下，碳化硅为固态，温度升高到2000℃以上后，碳化硅不会经历液态，直接分解为Si和C蒸气，如要产生液态必须在1万个大气压的环境下，这就使得激光打标机在对碳化硅材料打标时，碳化硅材料直接气化，而不能像硅材料那样能控制在一个熔融状态，进而导致气化碎屑飞溅在碳化硅晶圆表面上。目前存在的问题是打标完成后，气化的材料随后迅速冷却成固态，附着在晶圆表面，即使及时清洗也无法去除，影响碳化硅晶圆的成品良率。目前现有的解决方法有三种：(1)不对碳化硅晶圆进行激光打标操作，直接采用碳化硅晶圆表面上的碳化硅衬底厂家所标识的衬底号码，在流片之前，人工手动识别，然后将衬底号码一一手动输入流片系统；(2)在碳化硅晶圆表面做软标记(SoftMark)，通过改变激光器的波长和光学参数，不对碳化硅材料表面气化，而是通过热作用使空气中的氧气与SiC材料发生氧化作用生成二氧化硅，从而改变碳化硅晶圆表面的标识码标记的颜色；(3)在激光打标设备上加装吹风装置，在激光打标时，将大部分的气化碎屑吹向晶圆的边缘。

上述的第一种方法存在工作量大、衬底号码易混淆、不容易区分的缺点，不利于产品的量产；第二种方法虽然不会像前述的硬标记那样产生气化碎屑，但由于碳化硅材料特性，碳化硅氧化速率比硅材料慢很多，导致激光打标所需时间很长，效率很低；且碳化硅晶圆流片之前为半透明状，二氧化硅的变色反差不明显，需等到后段工艺、晶圆的背面有金属层后，才能看清打标字符，此时激光打标的意义已经大为降低，故此方法对碳化硅晶圆的适用性很低；第三种方法能使激光打标操作良率损失大幅降低，但最终也不能完全克服此影响，还是存在部分的碎屑散落在晶圆表面，影响区域占晶圆总面积的2-6％，即良率损失有2-6％。因此，目前需要研发一种提高碳化硅晶圆激光打标良率的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中碳化硅晶圆激光打标时气化的材料冷却后附着在晶圆表面，影响碳化硅晶圆成品良率的问题，提供一种提高碳化硅晶圆激光打标良率的方法，通过在碳化硅晶圆上制备保护膜，简单有效地隔离飞溅的气化碎屑散落在晶圆表面上冷却凝固，从而避免了良率损失，提高晶圆产品良率。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种提高碳化硅晶圆激光打标良率的方法，包括以下步骤：

步骤S1，激光打标前，在所述碳化硅晶圆的待打标面制备保护膜；所述保护膜由钨或二氧化硅组成；