专利名称：半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括基材和形成在该基材上的电路元件的半导体装置。
背景技术：
在半导体装置的制造工艺中，例如在由硅构成的晶片上以格子状形成分割预定线，在由分割预定线区分的各个区域中形成IC或LSI等电路元件。然后，沿着分割预定线对形成有电路元件的晶片进行分割，从而制造半导体装置。 这样制造出的半导体装置被广泛使用于各种电子设备中。电子设备具有用于将被供给的电能转换为动能、热能、光能等的晶体管或二极管等被称为功率装置的半导体装置。近年来，为了电子设备的节能化，控制功率装置的电力损失已成为重要课题。因此，需要在功率装置上使用能够高耐压、低损失、高温动作且具有宽带隙的GaN(氮化镓)或 SiC(碳化硅)来代替以往的硅，推进了研发(参照日本特表2002-519851号公报)。专利文献1日本特表2002-519851号公报但是，由GaN或SiC等带隙大的材料构成的功率装置与以往的由硅构成的功率装置相比被施加更高的电压。因此，如以往的功率装置这样，利用沿着形成为格子状的分割预定线进行分割的四边形的形状，电场容易集中在角处。由电场集中导致的元件内部的发热引起电子的移动度下降或电流下降，其结果，导致元件的动作速度下降的问题。例如，可根据以下公式来计算具有电荷Q的半径为R的导体球的表面上的电场强度E。在此，V是导体球的电位，ε ο是真空中的介电常数。E = Q/ (4 π ε 0R2)......(1)V = Q/ (4 π ε 0R)......(2)从公式(1)和公式(2)可得到E = V/RS卩，由此可知半径R越大电场E越弱。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而研发的，本发明的目的在于提供一种能够减少由发热引起的损失的半导体装置。根据本发明，半导体装置包括基材和在该基材上形成的电路元件，其特征在于，该基材为在四边形的四角处形成有切除部的形状。优选地，电路元件由电力用电路元件构成。由于本发明的半导体装置在四边形的四角处形成有切除部，因此即使施加到高电压，电场也不会集中在角处，能够减少由发热引起的损失。通过减少发热问题，能够实现安装上的小型化，功率半导体装置的应用范围也被扩大。
图1是激光加工装置的外观立体图。图2是激光束产生单元的框图。图3是表示第一实施方式的加工方法的立体图。图4是根据第一实施方式的加工方法加工的晶片的俯视图。图5(A)是第一实施方式的半导体装置的立体图，图5(B)是第一实施方式的半导体装置的俯视图。图6是表示第二实施方式的加工方法的立体图。图7是表示第二实施方式的加工方法的立体图。图8(A)是第二实施方式的半导体装置的立体图，图8(B)是第二实施方式的半导体装置的俯视图。图9是第三实施方式的半导体装置的俯视图。符号说明2激光加工装置11半导体晶片13分割预定线(切割道)15电路元件17、17A、17B 半导体装置观夹盘工作台37聚光器70激光加工槽72切除部74 细孔7 切除部84切削槽
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。参照图1，表示了适于实施本发明的加工方法的激光加工装置的外观立体图。激光加工装置2包括第1滑块6，该第1滑块6以能够在X轴方向上移动的方式搭载在静止底座4上。第1滑块6通过由滚珠螺杆8及脉冲电动机10构成的加工进给单元12，沿着一对导轨14而在加工进给方向、即X轴方向上移动。在第1滑块6上以能够在Y轴方向上移动的方式搭载有第2滑块16。S卩，第2滑块16通过由滚珠螺杆18及脉冲电动机20构成的分度进给单元22，沿着一对导轨M而在分度方向、即Y轴方向上移动。在第2滑块16上借助于圆筒支撑部件沈而搭载有夹盘工作台观，夹盘工作台观通过加工进给单元12及分度进给单元22而能够在X轴方向及Y轴方向上移动。在夹盘工作台观上设有夹钳30，该夹钳30用于将吸引保持在夹盘工作台观上的半导体晶片夹紧。在静止底座4上立设有柱32，在该柱32上安装有激光束照射单元34。激光束照射单元34包括收纳于壳体33中的、图2中所示的激光束产生单元35和安装在壳体33的前端的聚光器37。如图2所示，激光束产生单元35包括振荡出YAG激光或YV04激光的激光振荡器 62、重复频率设定单元64、脉宽调整单元66、功率调整单元68。在壳体33的前端部配置有摄像单元39，该摄像单元39在X轴方向上与聚光器37 排列而检测待进行激光加工的加工区域。摄像单元39包括通过可见光对半导体晶片的加工区域进行摄像的通常的CXD等摄像元件。摄像单元39还包括红外线照射单元，其对半导体晶片照射红外线；光学系统，其捕捉被红外线照射单元照射到的红外线；红外线摄像单元，其由输出与由该光学系统捕捉到的红外线对应的电信号的红外线CCD等红外线摄像元件构成，该摄像单元39将摄像的图像信号发送到控制器(控制单元)40。控制器40由计算机构成，并且包括按照控制程序进行计算处理的中央处理装置 (CPU)42 ；存储控制程序等的只读存储器(ROM)44 ；存储计算结果的可读写的随机存取存储器(RAM) 46 ；计数器48 ；输入接口 50 ；输出接口 52。56是由沿着导轨14配置的线纹尺M和配置在第1滑块6上的未图示的读取头构成的加工进给量检测单元，加工进给量检测单元56的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。60是由沿着导轨M配置的线纹尺58和配置在第2滑块16上的未图示的读取头构成的分度进给量检测单元，分度进给量检测单元60的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。由摄像单元39摄像的图像信号也被输入到控制器40的输入接口 50。另外，从控制器40的输出接口 52向脉冲电动机10、脉冲电动机20、激光束照射单元34等输出控制信号。下面，参照图3，对使用了上述的激光加工装置2的第一实施方式的加工方法进行说明。半导体晶片11例如由SiC(碳化硅)构成，在其表面上以格子状形成有多个分割预定线(切割道)13，在由切割道13区分的各个区域中形成有电力用等的电路元件15。半导体晶片11粘接在作为粘接带的切割带T上，切割带T的外周部粘接在环状框架F上。由此，半导体晶片11借助于切割带T而被环状框架F支撑。如图3所示，根据第一实施方式的加工方法，在激光加工装置2的夹盘工作台观上搭载晶片11，在夹盘工作台观上借助于切割带τ吸引保持晶片11。虽然在图3中省略了图示，由夹钳30夹紧环状框架F而进行固定。吸引保持着半导体晶片11的夹盘工作台观通过加工进给单元12而定位在摄像单元39的正下方。并且，通过摄像单元39进行检测待进行半导体晶片11的激光加工的加工区域的校准。即，摄像单元39及控制单元40执行用于进行半导体晶片11的第1方向延伸的分割预定线13与沿着分割预定线13而照射激光束的激光束照射单元34的聚光器37之间的位置对准的图案匹配等图像处理，执行激光束照射位置的对准。接着，对于在第2方向上延伸的分割预定线13也同样执行激光束照射位置的对准，所述第2方向与在第1方向上延伸的分割预定线13垂直。执行对准后，沿着分割预定线13，从晶片11的表面侧向晶片11照射具有吸收性的波长的激光束，通过磨蚀而形成激光加工槽70。该激光加工槽70优选具有完全切割晶片 11的深度。沿着在第1方向上延伸的所有的分割预定线13而形成激光加工槽70之后，将夹盘工作台观旋转90度，沿着在第2方向上延伸的所有的分割预定线13形成相同的激光加工槽70。接着，实施如下的激光束的间歇照射将夹盘工作台观旋转45度，将具有各个电路元件15的半导体装置17的角部切除例如100 μ m左右而在各个半导体装置17的角部形成切除部72。另外，对半导体装置17进行构图，以使在各个角部不形成电路。该激光束的间歇照射是通过以一定的加工进给速度进给晶片11并仅对半导体装置17的角部照射激光束来实施的。对各半导体装置17的相对的角部形成切除部72之后， 将夹盘工作台观旋转90度，对在另一对角线上相对的半导体装置17的角部也通过激光束的间歇照射来形成切除部72。激光加工槽形成步骤及激光束的间歇照射步骤中的加工条件例如设定为如下。光源LD激起Q开关Nd =YAG脉冲激光波长355nm (YAG激光的第3高谐波)重复频率10kHz平均输出7W进给速度50mm/秒图4表示以第一实施方式加工的半导体晶片11的俯视图。图4所示的加工后的半导体晶片11中，沿着分割预定线13形成有激光加工槽70，同时在各半导体装置17的四角处形成有通过激光束的间歇照射而形成的切除部72。参照图5(A)，该图表示这样形成的半导体装置17的立体图。图5(B)是其俯视图。 在半导体装置17中，在SiC、GaN等的基材19上形成有电路元件15，在其四角处形成有切除部72。图5(B)中，切除的长度Sl需要在IOym以上，在本实施方式中Sl为100 μ m。在上述实施方式中，通过激光加工装置2而形成了沿着分割预定线13的加工槽 70，但也可以通过切割装置的切割来实施沿着分割预定线13的分割，并且通过激光加工装置2的激光束的间歇照射来实施半导体装置17的角部的切除。下面，参照图6至图8来说明本发明第二实施方式的加工方法。在该实施方式的加工方法中，首先如图6所示，在激光加工装置2的夹盘工作台28，借助于切割带T来吸引并保持晶片11，从聚光器37向在晶片11的表面以格子状形成的分割预定线13的交叉点， 对晶片11照射具有吸收性的波长的激光束而穿设细孔74。细孔74的直径设定为落入各电路元件14的角部，且在角部形成有倒角部74a。照射的激光束的直径为Φ20 μ m左右，因此向分割预定线13的交叉点照射激光束的同时，将夹盘工作台观以控制的比例同时在X轴方向和Y轴方向上移动而形成细孔74。 完成一个细孔74的穿设之后，将夹盘工作台观在图6的Xl方向上移动分割预定线13的 1节距，在下一个分割预定线13的交叉点上穿设细孔74。在所有分割预定线13的交叉点上结束细孔74的形成之后，通过切割装置的切割， 将晶片11分割为图8所示的半导体装置17A。参照图7，对该切割进行说明。另外，请注意 在图6及图7中，夸大描绘了分割预定线13的宽度及细孔74的大小。
在图7中，切削装置的切削单元76具有可旋转地收纳于主轴壳体78中的主轴80， 在主轴80的前端部安装有切削刀82。在切割装置的未图示的夹盘工作台，借助于切割带T吸引并保持晶片11，实施常见的对准，用以检测待切削加工(切割加工)的分割预定线13。在完成对准后，将切削刀82高速旋转(例如30000rpm)的同时切入晶片11的第 1方向上延伸的分割预定线13，通过将夹盘工作台在Xl方向上加工进给，在分割预定线13 形成到达切割带T的切割槽84。将切割单元76在Y轴方向上分度进给的同时，在在第1方向延伸的所有分割预定线13形成相同的切割槽84。接着，将夹盘工作台旋转90度，切削在与第1方向垂直的第2 方向上延伸的分割预定线13。在完成在第2方向上延伸的所有分割预定线13的切削之后，晶片11被分割为如图8所示的各个半导体装置17A。根据该加工方法而制造的半导体装置17A在四角处形成有圆弧状的切除部74a。半导体装置17A是由SiC或GaN来形成基材19的、优选为电力用的功率装置，由于在四边形的四角处形成有切除部74a，因此即使在半导体装置17A上施加到高电压，电场也不会集中在角部，能够减少由发热引起的损失。作为本实施方式的加工方法的变形例，可以由以下方式来代替根据切割装置的切割通过照射激光束进行的开槽加工或者通过照射激光束在晶片内部形成改质层之后，由碾压装置沿着分割预定线13而将晶片11分割为各个半导体装置17A。参照图9，该图表示其他实施方式的半导体装置17B的俯视图。在该半导体装置 17B中，在四角处具有R状的切除部86。具有这种形状的切除部86的半导体装置17B也具有与上述实施方式的半导体装置17、17A相同的技术效果。另外，在上述实施方式中，对由SiC晶片形成半导体晶片11的例子进行了说明，但是本发明的半导体晶片不限于此，本发明同样适用于GaN晶片或在蓝宝石基板上外延成长 GaN层而成的蓝宝石晶片中。
权利要求
1.一种半导体装置，其包括基材和在该基材上形成的电路元件，该半导体装置的特征在于，该基材为在四边形的四角处形成有切除部的形状。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述电路元件为电力用电路元件。
全文摘要
本发明提供一种能够减少由发热引起的损失的半导体装置。一种半导体装置，其包括基材和在该基材上形成的电路元件，该半导体装置的特征在于，该基材为在四边形的四边处形成有切除部的形状。
文档编号H01L29/06GK102403336SQ201110216938
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年9月8日
发明者金永淑 申请人:株式会社迪思科