专利名称：一种半导体芯片的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体芯片制造方法，尤其涉及一种无机械损伤的裂解工艺。
技术背景
现有的OJ (Open Juction开放结)型二极管制造方法主要包括如下步骤扩散形成所需纵向结构的半导体晶圆片；镀镍；切割成正方形或正六边形单颗芯片；使用焊片将铜导线与芯片金属电极层焊接组装在一起；用混酸酸洗；上胶并固化形成钝化保护层；环氧模压并固化；引脚镀锡；测试包装。此种方法所采用的芯片通过切割后一般为正方形，角部为90°，电场强度在尖角处较强，易击穿失效，如切割成正六边形会有一定的面积浪费， 尤其是大芯片面积的产品这个矛盾尤其突出。
现有技术在LED芯片领域已见有关于正六边形芯片的报道。但通过晶片裂解为正六边形制得芯片的技术手段在现有技术中一直未见报道。发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种能高效、无机械损伤，且为后续加工提供友好衔接措施的半导体芯片的加工方法。
本发明的技术方案是包括以下步骤对晶片进行扩散、设置氧化层和在氧化层上光刻窗口的工序；光刻窗口后，所述氧化层在晶片表面呈网格状；然后按以下步骤加工1)、设置电极层；往所述窗口内晶片表面镀覆金属电极层；2)、一次酸蚀；采用氢氟酸去除晶片表面的网格状氧化层，在所述金属电极层之间形成网格状沟槽；3)、二次酸蚀；沿网格状沟槽往下注入混酸，腐蚀晶片本体，直至蚀透晶片本体，使得晶片本体分裂为若干芯片；制得。
在设置电极层后，随即还包括设置焊料层工序；在所述金属电极层上预焊金属焊料，使金属焊料固定连接在所述金属电极层和窗口侧壁构成的范围内。
在所述一次酸蚀工序之前还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
在所述一次酸蚀工序之后还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
所述光刻窗口的形状为圆形或角部带圆弧倒角的正多边形。
所述设置氧化层和在氧化层上光刻窗口的工序，以及所述设置电极层工序在所述晶片的双面进行。
在设置电极层后，随即还包括设置焊料层工序；在所述金属电极层上预焊金属焊料，使金属焊料固定连接在所述金属电极层和窗口侧壁构成的范围内。
在所述一次酸蚀工序之前还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
在所述一次酸蚀工序之后还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
所述光刻窗口的形状为圆形或正多边形。
本发明工艺中先形成电极窗口，往晶片表面所述电极窗口上镀覆金属电极层。金属电极层在后道两次酸腐蚀过程中，基本与酸无反应(强酸会使金属电极层表面形成氧化膜)。强酸与硅质的晶片本体有强烈的化学反应，并能迅速“蚀透”晶片本体，进而使得晶片按照设计形状裂解，最终制得常规手段难以获得的六角形、圆形等芯片。与吹砂工艺相比产品无机械应力，实施简便。与机械裂解工艺相比，本案的优势是可以制成任意形状的芯片。本发明填补了异形芯片裂解的技术空白。此外，本发明的工艺，能在芯片的角部形成圆弧倒角，能有效避免电场集中；改善产品的电性能；增设的焊料层为后续加工提供了友好的衔接措施。本发明通过化学腐蚀分割芯片，得到理想形状的芯片，裂解过程对芯片基本无机械损伤，后道酸洗时间短，对金属的腐蚀量小，金属离子沾污少，提高了产品电性可靠性。
图1是本发明设置氧化层和在氧化层上光刻窗口工序的示意图， 图2是本发明设置电极层工序的示意图，图3是本发明贴膜工序的示意图， 图4是本发明两次酸蚀工序后的示意图， 图5是本发明制得的芯片一的结构示意图； 图6是本发明第一种优化实施方式中设置焊料层工序的示意图， 图7是本发明第一种优化实施方式中一次酸蚀后再进行贴膜工序的示意图， 图8是本发明第一种优化实施方式中二次酸蚀工序后的示意图， 图9是本发明第一种优化实施方式制得的芯片二的结构示意图； 图10是本发明第二种优化实施方式中双面设置氧化层和在氧化层上光刻窗口工序的示意图，图11是本发明第二种优化实施方式中双面设置电极层工序的示意图， 图12是本发明第二种优化实施方式中双面设置焊料层工序的示意图， 图13是本发明第二种优化实施方式中一次酸蚀后再进行贴膜工序的示意图， 图14是本发明第二种优化实施方式中一次酸蚀前进行贴膜工序的示意图， 图15是本发明第二种优化实施方式中二次酸蚀工序后的示意图， 图16是本发明第二种优化实施方式制得的芯片三的结构示意图； 图17是本发明所制得芯片的第一种平面形状， 图18是本发明所制得芯片的第二种平面形状， 图19是本发明所制得芯片的第三种平面形状， 图20是本发明所制得芯片的第四种平面形状；图中1是晶片，2是氧化层，21是窗口，3是金属电极层，4是金属焊料，5是蓝膜，61是芯片一，62是芯片二，63是芯片三。
具体实施方式
本发明的加工方法如图1-5所示，包括以下步骤 对晶片1进行扩散；设置氧化层2和在氧化层2上光刻窗口 21的工序；如图1 ；光刻窗口 21后，所述氧化层2在晶片表面呈网格状；网格内部形状如图17-20，可以是圆形，具有圆弧倒角的正方形、正六边形或正八边形，上述平面形状可根据具体应用环境的需要在制作掩映膜时形成。
然后按以下步骤加工1)、设置电极层；如图2，往所述窗口21内晶片表面镀覆金属电极层3 ；作为电极；2)、一次酸蚀；采用氢氟酸去除晶片1表面的网格状氧化层2网格，在所述金属电极层 3之间形成网格状沟槽；一次酸蚀的酸液为氢氟酸溶液，浓度为10-46%，该种浓度的氢氟酸能腐蚀表面氧化层，实践证明，该种酸液不会对金属电极产生腐蚀作用。
在所述一次酸蚀工序之前还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片1底面贴覆一层粘结膜片；采用蓝膜5作为粘结膜片效果较佳；如图4。
在所述一次酸蚀工序之后还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片1底面贴覆一层粘结膜片；采用蓝膜5作为粘结膜片效果较佳；3)、二次酸蚀；沿网格状沟槽往下注入混酸，腐蚀晶片1本体，直至蚀透晶片本体，使得晶片本体分裂为若干芯片；制得如图5所示的芯片一 61。二次酸蚀的酸液可采用氢氟酸、 硝酸、冰乙酸、硫酸等组合调配。实践证明，该种酸液在蚀透晶片本体的情况下，该种酸液对金属电极不会产生很强的腐蚀作用，即不会破坏金属电极。比如氢氟酸、硝酸、冰醋酸、硫酸四者的比例为1 1 =X :Y，其中X的取值范围1-20，Y的取值范围1-15。
本发明第一种优化实施方式包括在设置金属电极层3后，随即还包括设置焊料层的工序；如图6，在所述金属电极层3上预焊金属焊料4，使金属焊料4固定连接在所述金属电极层3和窗口侧壁构成的范围内。设置时金属焊料4顶面略高于氧化层2 (即窗口上缘):避免后道工序中金属引线头压迫到芯片本体，造成芯片失效。且方便后道的焊接加工。
在该第一种优化实施方式下，贴膜工序也可以采取在一次酸蚀前或一次酸蚀后进行。一次酸蚀后进行贴膜工序如图7所示。二次酸蚀后，如图8所示，最终酸液蚀透晶片本体，使得晶片本体分裂为若干芯片；从蓝膜5上逐个取下后，制得如图9所示的芯片二 62 (顶面具有金属焊料4)。
本发明第二种优化实施方式为所述设置氧化层2和在氧化层2上光刻窗口 21(如图10)的工序，以及所述设置电极层3工序(如图11)在所述晶片1的双面进行。
在设置电极层3后，随即还包括设置焊料层工序，如图12 ；在所述金属电极层3上预焊金属焊料4，使金属焊料4固定连接在所述金属电极层3和窗口 21侧壁构成的范围内。
在第二种优化实施方式下，在所述一次酸蚀工序之前还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片；采用蓝膜5作为粘结膜片效果较佳。如图14。
在第二种优化实施方式下，在所述一次酸蚀工序之后还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片；采用蓝膜5作为粘结膜片效果较佳。如图13。
然后二次酸蚀，制得如图15所示的芯片三63 (顶面和底面均设有金属焊料4)。
需要说明的是用于腐蚀晶片本体的酸液对金属电极层3、金属焊料4的作用过程基本相同，在浓酸下反应很少，故可以掩蔽下方的硅层不被腐蚀；而网格状沟槽内的晶片本体则能快速被混酸腐蚀直至硅片穿通。
去除蓝膜时，需在冷冻机上去除蓝膜，分离出单颗芯片。
根据需要，对芯片还可进行清洗、烘干将芯片放入HF酸中清洗以去除残留的金属氧化物，最后用去离子水冲洗、烘干。
权利要求
1.一种半导体芯片的加工方法，包括以下步骤对晶片进行扩散、设置氧化层和在氧化层上光刻窗口的工序；光刻窗口后，所述氧化层在晶片表面呈网格状；其特征在于，然后按以下步骤加工1)、设置电极层；往所述窗口内晶片表面镀覆金属电极层；2)、一次酸蚀；采用氢氟酸去除晶片表面的网格状氧化层，在所述金属电极层之间形成网格状沟槽；3)、二次酸蚀；沿网格状沟槽往下注入混酸，腐蚀晶片本体，直至蚀透晶片本体，使得晶片本体分裂为若干芯片；制得。
2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，在设置电极层后， 随即还包括设置焊料层工序；在所述金属电极层上预焊金属焊料，使金属焊料固定连接在所述金属电极层和窗口侧壁构成的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蚀工序之前还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
4.根据权利要求1或2所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蚀工序之后还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
5.根据权利要求1或2所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，所述光刻窗口的形状为圆形或角部带圆弧倒角的正多边形。
6.根据权利要求1所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，所述设置氧化层和在氧化层上光刻窗口的工序，以及所述设置电极层工序在所述晶片的双面进行。
7.根据权利要求6所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，在设置电极层后， 随即还包括设置焊料层工序；在所述金属电极层上预焊金属焊料，使金属焊料固定连接在所述金属电极层和窗口侧壁构成的范围内。
8.根据权利要求6或7所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蚀工序之前还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
9.根据权利要求6或7所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，在所述一次酸蚀工序之后还有贴膜工序，所述贴膜工序为在晶片底面贴覆一层粘结膜片。
10.根据权利要求6或7所述的一种半导体芯片的加工方法，其特征在于，所述光刻窗口的形状为圆形或正多边形。
全文摘要
一种半导体芯片的加工方法。涉及一种无机械损伤的裂解工艺。提供了一种能高效、无机械损伤，且为后续加工提供友好衔接措施的半导体芯片的加工方法。包括以下步骤对晶片进行扩散、设置氧化层和在氧化层上光刻窗口的工序；光刻窗口后，所述氧化层在晶片表面呈网格状；然后按以下步骤加工1)、设置电极层；2)、一次酸蚀；3)、二次酸蚀；本发明工艺中先形成电极窗口，往晶片表面所述电极窗口上镀覆金属电极层。金属电极层在后道两次酸腐蚀过程中，基本与酸无反应。强酸与硅质的晶片本体有强烈的化学反应，并能迅速“蚀透”晶片本体，进而使得晶片按照设计形状裂解，最终制得常规手段难以获得的六角形、圆形等芯片。
文档编号H01L21/28GK102522329SQ20121000421
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者薛列龙 申请人:薛列龙