一种半导体晶片的切割工艺的制作方法

1.本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种半导体晶片的切割工艺。


背景技术：

2.半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，其中，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。而在半导体的具体使用过程中，通常是在半导体晶圆上形成多个有源器件，然后再对半导体晶圆进行切割处理，以形成多个分立的有源器件。目前，半导体晶圆的切割工艺具有工艺繁琐、成本高、良品率低等缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种半导体晶片的切割工艺以及一种有源功能块。
4.更具体的，本发明涉及一种半导体晶片的切割工艺，包括以下步骤：提供一半导体晶片，所述半导体晶片包括多个有源功能区，每个所述有源功能区包括多个呈阵列排布的有源功能单元，每个所述有源功能区中的相邻有源功能单元之间不设置切割道，每个所述有源功能区的四周均设置电容设置区和切割道，且所述电容设置区位于相应的所述有源功能区和所述切割道之间，每个所述有源功能区包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边。
5.在每个所述电容设置区形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽围绕所述第一侧边、第二侧边和第四侧边，所述第二凹槽围绕所述第三侧边、第二侧边和第四侧边。
6.在所述第一凹槽中形成层叠设置的第一金属层、第一介质层和第二金属层，所述第一金属层、所述第一介质层和所述第二金属层组成第一电容。
7.在所述第二凹槽中形成层叠设置的第三金属层、第二介质层和第四金属层，所述第三金属层、所述第二介质层和所述第四金属层组成第二电容。
8.其中，所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度，且所述第一介质层的材质和所述第二介质层的材质不同。
9.沿着所述切割道对所述半导体晶片进行切割处理，以形成多个分离的有源功能块。
10.根据本发明的实施例，所述半导体晶片为硅晶片、氮化镓晶片、锗晶片、砷化镓晶片以及碳化硅晶片中的一种。
11.根据本发明的实施例，所述多个呈阵列排布的有源功能单元包括n
×
n个有源功能单元，n为不小于5的整数。
12.根据本发明的实施例，每个所述电容设置区设置有阻挡块，所述阻挡块将所述第
一凹槽和所述第二凹槽隔开。
13.根据本发明的实施例，所述第一金属层和所述第三金属层在同一金属沉积工艺中制备形成，所述第二金属层和所述第四金属层在同一金属沉积工艺中制备形成。
14.根据本发明的实施例，形成所述第一金属层和所述第三金属层之前，在所述第一凹槽和所述第二凹槽的底部形成第一电引出部和第二电引出部，所述第一电引出部和所述第一金属层电连接，所述第二电引出部与所述第三金属层电连接。
15.根据本发明的实施例，在形成所述第二金属层和所述第四金属层的过程中，形成第一间隙和第二间隙，对所述半导体晶片进行切割处理之前，形成缓冲介质层以填充所述第一间隙和所述第二间隙。
16.本发明还涉及一种有源功能块，所述有源功能块采用上述半导体晶片的切割工艺切割形成的。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在本发明的半导体晶片的切割工艺中，在对半导体晶片切割之前，预选设置每个有源功能区包括多个呈阵列排布的有源功能单元，进而可以在每个有源功能区的周边设置大尺寸的第一电容和第二电容。通过设置所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度，且所述第一介质层的材质和所述第二介质层的材质不同，进而使得第一电容和第二电容的性能差异化。且由于第一电容和第二电容的存在，在后续的切割工艺中，可以避免切割应力损伤有源功能区。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本发明中半导体晶片的俯视结构示意图；图2为本发明中在每个电容设置区形成第一凹槽和第二凹槽的结构示意图；图3为本发明中形成第一电容和第二电容的结构示意图；图4为本发明中单个有源功能块的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
21.请参阅图1～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
22.如图1～图4所示，本实施例提供一种半导体晶片的切割工艺，包括以下步骤：
如图1所示，提供一半导体晶片10，所述半导体晶片10包括多个有源功能区100，每个所述有源功能区100包括多个呈阵列排布的有源功能单元101，每个所述有源功能区100中的相邻有源功能单元101之间不设置切割道，每个所述有源功能区100的四周均设置电容设置区201和切割道202，且所述电容设置区201位于相应的所述有源功能区100和所述切割道202之间，每个所述有源功能区100包括第一侧边1001、第二侧边1002、第三侧边1003和第四侧边1004。
23.在具体的实施例中，所述半导体晶片10为硅晶片、氮化镓晶片、锗晶片、砷化镓晶片以及碳化硅晶片中的一种。
24.在具体的实施例中，所述多个呈阵列排布的有源功能单元101包括n
×
n个有源功能单元，n为不小于5的整数。上述结构的设置，可以有效节约晶圆中切割道所占用的面积，进而可以设置更多的有源功能单元101，进而提高晶圆的有效面积占有率，已达到降低成本的目的。
25.在更优选的实施例中，n的值不大于30，进而方便每个有源功能区100具有合适数目的有源功能单元，进而便于每个有源功能区100在pcb板上自由装配，进而便于每个有源功能区100的灵活使用。
26.如图2所示，接着在每个所述电容设置区201形成第一凹槽301和第二凹槽302，所述第一凹槽301围绕所述第一侧边1001、第二侧边1002和第四侧边1004，所述第二凹槽302围绕所述第三侧边1003、第二侧边1002和第四侧边1004。
27.在具体的实施例中，通过湿法刻蚀工艺同时形成所述第一凹槽301和第二凹槽302，更具体的，可以利用光刻胶掩膜对半导体晶片10的每个电容设置区201进行湿法刻蚀处理，以同时形成所述第一凹槽301和第二凹槽302。
28.在更优选的实施例中，所述第一凹槽301和所述第二凹槽302的尺寸相同，以便于简化第一凹槽301和第二凹槽302的形成工艺，更进一步的，所述第一凹槽301和第二凹槽302的深度与所述半导体晶片10的厚度的比值为0.8-0.95，进而便于形成大尺寸的第一电容和第二电容。
29.在具体的实施例中，可以在所述半导体晶片10下面设置载体基板，以支撑所述半导体晶片10，然后在形成所述第一凹槽301和所述第二凹槽302。
30.在具体的实施例中，每个所述电容设置区201设置有阻挡块303，所述阻挡块303将所述第一凹槽301和所述第二凹槽302隔开，在更具体的实施例中，可以对所述电容设置区201的部分区域不被刻蚀，进而作为阻挡块303，在其他实施例中，预先刻蚀所述电容设置区201，然后沉积氮化硅、氧化硅、氧化铝等介质材料以作为阻挡块303。
31.如图3所示，更具体的，所述图3为图2中沿a-a的截面示意放大图，在所述第一凹槽301中形成层叠设置的第一金属层401、第一介质层402和第二金属层403，所述第一金属层401、所述第一介质层402和所述第二金属层403组成第一电容，在所述第二凹槽302中形成层叠设置的第三金属层501、第二介质层502和第四金属层503，所述第三金属层501、所述第二介质层502和所述第四金属层503组成第二电容。
32.在具体的实施例中，所述第一金属层401和所述第三金属层501在同一金属沉积工艺中制备形成，所述第二金属层403和所述第四金属层503在同一金属沉积工艺中制备形成。
33.在具体的实施例中，所述第一金属层401、所述第二金属层403、所述第三金属层501和所述第四金属层503的材质为铜、铝、钨、钛、镍、硅中的一种或者多种，所述第一金属层401、所述第二金属层403、所述第三金属层501和所述第四金属层503通过电镀、化学镀、物理气相沉积或化学气相沉积工艺形成。
34.在具体的实施例中，形成所述第一金属层401和所述第三金属层501之前，在所述第一凹槽301和所述第二凹槽302的底部形成第一电引出部601和第二电引出部602，所述第一电引出部601和所述第一金属层401电连接，所述第二电引出部602与所述第三金属层501电连接。
35.在具体的实施例中，在形成所述第二金属层403和所述第四金属层503的过程中，形成第一间隙和第二间隙，对所述半导体晶片进行切割处理之前，形成缓冲介质层700以填充所述第一间隙和所述第二间隙。
36.在具体的实施例中，所述第一介质层402的厚度小于所述第二介质层502的厚度，且所述第一介质层402的材质和所述第二介质层502的材质不同，更具体的，所述第一电介质层402的材质为氮化硅、氮氧化硅或氧化硅，所述第二介质层502的材质为氧化锆、氧化铝或氧化铪。所述第一介质层402的材质和所述第二介质层502通过pecvd或ald工艺形成。
37.如图3所示，沿着所述切割道202对所述半导体晶片10进行切割处理，以形成多个分离的有源功能块800，单个所述有源功能块800如图4所示。
38.在具体的实施例中，先去除所述载体基板，然后再进行切割工艺。
39.如图4所示，本发明还提供一种有源功能块，所述有源功能块采用上述半导体晶片的切割工艺切割形成的。
40.在本发明的半导体晶片的切割工艺中，在对半导体晶片切割之前，预选设置每个有源功能区包括多个呈阵列排布的有源功能单元，进而可以在每个有源功能区的周边设置大尺寸的第一电容和第二电容，且通过设置所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度，且所述第一介质层的材质和所述第二介质层的材质不同，进而使得第一电容和第二电容的性能差异化。且由于第一电容和第二电容的存在，在后续的切割工艺中，可以避免切割应力损伤有源功能区。
41.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。