[发明专利]一种复合结构SiC衬底器件的切割方法

摘要

本发明是一种复合结构SiC芯片的切割方法，采用砂轮切割在划片槽区域把复合结构SiC芯片进行切割分离。通过先形成复合结构SiC芯片完成圆片；再测量其厚度；把SiC芯片完成圆片贴在切割片架上的蓝膜或UV膜上；测量其总厚度；应用第一切割条件切割开多层介质到SiC外延层，再针对SiC衬底应用第二切割条件切割到SiC衬底中，应用第三切割条件切割到SiC衬底与背面金属界面处，最后应用第四切割条件切割到背面多层金属厚度的1/2处，最终裂片分离SiC芯片。优点：可以很安全地实现复合结构SiC芯片的切割分离，有效减小复合结构中多层介质、SiC衬底及外延层、背面金属的崩边及损伤，提高SiC芯片的良品率和切割效率。

主权项

1.复合结构SiC芯片的切割方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）在一层或多层SiC外延片（103）上制备SiC芯片，从而形成复合结构SiC芯片完成圆片；2）测量SiC芯片完成圆片切割道区域的厚度；3）把SiC芯片完成圆片贴在切割片架上的蓝膜或UV膜上；4）测量SiC芯片完成圆片切割道区域加蓝膜或UV膜的总厚度；5）应用第一切割条件处理第一层钝化介质（101）和第二层钝化介质（102），在一层或多层SiC外延片（103）上切割第一预定厚度的沟槽；6）应用第二切割条件处理一层或多层SiC外延片（103），切割第二预定厚度的沟槽；7）应用第三切割条件处理一层或多层SiC外延片（103），切割第三预定厚度的沟槽；8）应用第四切割条件处理多层金属（104、105、106、107），切割第四预定厚度的沟槽；所述第四切割条件为：转速5000～6000rpm，刀片的落刀位置离最大直径18～28mm；所述的切割第四预定厚度的沟槽为背面金属二分之一厚度的沟槽，第四预定厚度在3～4.5µm；9）经过包含转速、刀片的落刀位置与最大直径的距离、切割厚度这些具体参数的第一、第二、第三、第四切割处理后，采用裂片方法，所述SiC芯片被分离；所述的步骤5）、步骤6）、步骤7）、步骤8）的切割条件所要求的设备的主轴功率2000～5000W；切割水流角度在135°‑165°；切割水流量1L/min‑2L/min；所述的步骤1），在一层或多层SiC外延片（103）上制备SiC芯片，一层或多层SiC外延片（103）为在SiC衬底上切割的一层或多层SiC同质外延圆片，外延片厚度在200～400µm，复合结构为SiC芯片完成圆片的切割道区域的从正表面多层钝化介质（101、102）到SiC外延片（103），再到其背面的多层金属（104、105、106、107）结构；所述的正表面多层钝化介质（101、102）为：二氧化硅或氮化硅，厚度在0.2～0.9µm；所述的背面的多层金属（104、105、106、107）为：采用电子束蒸发或磁控溅射的方式形成的多层金属膜，金属为钛、镍、银、金组成，总厚度在6～9µm；所述的步骤2），测量SiC芯片完成圆片切割道区域为设计宽度在50～500µm的专用于切割的区域，所述的测量SiC芯片完成圆片切割道区域厚度为多层复合结构的总厚度，厚度在210～410µm；所述的设计宽度在50～500µm的专用于切割的区域所需要选择的切割刀片的要求是：目数为2000～4800的金刚石颗粒的刀片，刀刃的厚度在0.51～0.71mm，刀具的角度为45°～60°；所述的步骤3），蓝膜或UV膜为厚度在0.08～0.2mm，粘度为低粘、中粘、高粘、有带UV紫外线和不带UV的，材质为PVC、PO、PET、EVA、PVG；所述的步骤4），SiC芯片完成圆片切割道区域加蓝膜或UV膜的总厚度为290～610µm；所述的步骤5），应用第一切割条件为：转速3000～4000rpm，刀片的落刀位置离最大直径10～20mm；所述的切割第一预定厚度的沟槽为钝化介质（101、102）厚度的沟槽，第一预定厚度在0.2～0.9µm；所述的步骤6），应用第二切割条件为：转速4000～5000rpm，刀片的落刀位置离最大直径20～30mm；所述的切割第二预定厚度的沟槽为SiC外延片（103）厚度三分之一位置的沟槽，第二预定厚度在70～140µm；所述的步骤7），应用第三切割条件为：转速4000～5000rpm，刀片的落刀位置离最大直径15～25mm；所述的切割第三预定厚度的沟槽为SiC外延片（103）与背面金属界面位置的沟槽，第三预定厚度在130～260µm；所述的步骤9），裂片为：裂片槽宽为设计切割槽宽的1.3～1.7倍。