Способ изготовления полупроводниковых приборов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении чувствительных элементов датчиков давлений. Изобретение направлено на повышение технологичности способа, повышение выхода годных кристаллов, повышение метрологических характеристик кристаллов. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводниковых приборов, включающем создание на одной из сторон кремниевой пластины областей с элементами топологии полупроводниковых приборов и разделение пластины на кристаллы, перед разделением пластины на кристаллы проводят ее утонение путем травления. Перед травлением на обратной стороне пластины формируют защитную маску, обеспечивающую защиту периферийных областей пластины таким образом, что внутренняя конфигурация периферии площади маски совпадает с наружной конфигурацией периферии площади структур на лицевой стороне пластины. Перед разделением пластины на лицевой стороне проводят формирование защитного металлического покрытия с окнами, расположенными над соответствующими границами разделения пластины на кристаллы с учетом бокового подтравливания, а формирование защитной маски на обратной стороне пластины проводят таким образом, что она обеспечивает дополнительную защиту внутренних областей пластины так, что конфигурация маски не совпадает с областями расположения элементов топологии полупроводниковых приборов. 5 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть, в частности, использовано при изготовлении чувствительных элементов датчиков давлений.

Известен способ изготовления кристаллов полупроводниковых приборов, включающий операции формирования элементов структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей к элементам структуры, формирование металлизированной разводки и канавок разделительной изоляции, нанесение защитного диэлектрического покрытия на рельефную поверхность и вскрытие металлизированных контактных площадок, причем создание канавок разделительной изоляции проводят механическим надрезом через резистивную маску с последующим подтравливанием, а вскрытие контактных площадок производят удалением резиста [1].

Недостатками известного способа являются низкая технологичность процесса, вызванная единичным производством и наличием дополнительных операций, предшествующих окончательному разделению пластин на кристаллы, трудоемкостью операции разделения, низкое качество разделенного кристалла, проявляющееся в наличии нарушенного механическим надрезом слоя, приводящего к токам утечки, а в случае его устранения - в наличии дополнительной операции травления.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий создание на одной из сторон кремниевой пластины областей с элементами топологии полупроводниковых приборов и разделение пластины на кристаллы, при этом перед разделением пластины на кристаллы дополнительно проводят ее утонение путем химического травления в селективном для кристаллографической ориентации {100}, причем в процессе изготовления перед травлением на обратной стороне пластины формируют защитную маску, обеспечивающую защиту периферийных областей пластины таким образом, что внутренняя конфигурация периферии площади маски совпадает с наружной конфигурацией периферии площади структур на лицевой стороне пластины [2].

Недостатком данного способа является низкая технологичность, вызванная малым диаметром пластины из-за высокой вероятности ее разрушения и соответственно малого количества кристаллов, расположенных на ней, а также, в случае проведения процесса разделения травлением, несовершенством проведения процесса травления, выраженным в неравномерности травления, наличием посторонних включений в активной зоне, представляющих собой продукты взаимодействия кремния с травителем, обусловленным большой площадью участков кремния, подвергающегося распаду в результате травления и активно поставляющего продукты распада непосредственно на границу травления, что приводит к уменьшению точности по габаритам кристаллов. Кроме того, недостатком данного способа является низкий процент выхода годных, обусловленный ломкой пластины из-за малой ее толщины вне защитного внешнего кольца с отсутствием элементов жесткости, равномерно распределенных по всей площади пластины.

Изобретение направлено на повышение технологичности способа, повышение выхода годных кристаллов, повышение метрологических характеристик кристаллов.

Согласно способу изготовления полупроводниковых приборов, включающему создание на одной из сторон кремниевой пластины областей с элементами топологии полупроводниковых приборов и разделение пластины на кристаллы, при этом перед разделением пластины на кристаллы проводят ее утонение путем травления, причем в процессе изготовления перед травлением на обратной стороне пластины формируют защитную маску, обеспечивающую защиту периферийных областей пластины таким образом, что внутренняя конфигурация периферии площади маски совпадает с наружной конфигурацией периферии площади структур на лицевой стороне пластины, а на лицевой стороне пластины перед ее разделением проводят формирование защитного металлического покрытия с окнами, расположенными над соответствующими границами разделения пластины на кристаллы с учетом бокового подтравливания, причем окна имеют ширину, ограниченную возможностью проведения процесса травления в нижнем значении диапазона и плотностью топологического размещения элементов топологии полупроводниковых приборов на пластине в верхнем значении диапазона, а формирование защитной маски на обратной стороне пластины проводят таким образом, что она обеспечивает дополнительную защиту внутренних областей пластины так, что конфигурация маски не совпадает с областями расположения элементов топологии полупроводниковых приборов.

Введение предложенного способа изготовления, включающего формирование защитной маски на обратной стороне пластины таким образом, что она обеспечивает дополнительную защиту внутренних областей пластины так, что конфигурация маски не совпадает с областями расположения элементов топологии полупроводниковых приборов, позволяет провести локальное утонение пластины на обратной стороне на участках, расположенных под каждым элементом топологии полупроводниковых приборов с образованием полостей, имеющих размеры дна, ограниченные размерами элемента в нижнем значении диапазона и плотностью топологического размещения элементов на пластине в верхнем значении диапазона, и, таким образом, позволяет формировать элементы жесткости, равномерно распределенные по всей площади пластины, содержащей элементы топологии полупроводниковых приборов, и расположенные под областями вне размещения элементов топологии полупроводниковых приборов, что обеспечивает повышение прочности структуры за счет увеличения площади пластины, имеющей большую, чем кристалл толщину, и равную толщине исходной пластины, и соответственно повышает процент выхода годных. А формирование элементов жесткости, равномерно распределенных по всей площади пластины, содержащей элементы топологии полупроводниковых приборов, позволяет повысить технологичность способа за счет возможности формирования элементов топологии полупроводниковых приборов на пластинах большого диаметра (до 300 мм) с повышенным в 2-5 раз коэффициентом групповой обработки (одновременно возможно изготовление на одной пластине до нескольких сотен элементов топологии полупроводниковых приборов). Кроме того, за счет повышения прочности структуры возможно формирование тонких (в 2-10 раз меньшей толщины, чем исходная пластина) элементов топологии полупроводниковых приборов, что позволит повысить их чувствительность, а в случае проведения процесса разделения травлением за счет формирования окон защитного металлического покрытия на лицевой стороне пластины только над соответствующими границами разделения пластины на кристаллы с учетом бокового подтравливания и, как следствие, уменьшение площади участков кремния, подвергающегося распаду в результате травления и активно поставляющего продукты распада непосредственно на границу травления, и соответственно уменьшения посторонних включений в активной зоне, возможно реализовать способ с высокой точностью по габаритам кристаллов, что упрощает процессы сборки кристаллов в корпус датчика и повышает метрологические характеристики датчика из-за большей точности центрирования кристалла с корпусом датчика.

Предлагаемый способ изготовления поясняется на фиг.1-5.

На фиг.1 изображена полупроводниковая пластина (1) со сформированными на ней областями с элементами топологии полупроводниковых приборов (2), состоящими из элементов схемы (3) и контактной металлизации (4), а также сформированной защитной маской (12) на обратной стороне пластины.

На фиг.2 изображена полупроводниковая пластина (1) со сформированной полостью (5) под каждой областью с элементами топологии полупроводниковых приборов (2) и участком жесткости (6) под областью вне размещения области с элементами топологии полупроводниковых приборов (2).

На фиг.3 изображен фрагмент полупроводниковой пластины (1) перед разделением ее на кристаллы (11) с металлическим покрытием (7) на обратной стороне и металлическим покрытием (8) на лицевой стороне, имеющим окна (9) только над соответствующими границами разделения пластины на кристаллы (11) с учетом бокового подтравливания.

На фиг.4 изображен фрагмент пластины (1) после травления с лицевой стороны в участках (10) между кристаллами (11) перед разделением пластины (1).

На фиг.5 изображен разделенный кристалл (11) после удаления покрытий (7) и (8).

Способ изготовления полупроводниковых приборов поясняется на примере.

Пример. На лицевой стороне пластины формируют элементы топологии полупроводниковых приборов и контактной металлизации методами окисления, травления, фотолитографии, диффузии, ионного легирования. Далее на обратной стороне пластины методами окисления, фотолитографии и травления формируют защитную маску таким образом, что она обеспечивает защиту периферийных областей пластины так, что внутренняя конфигурация периферии площади маски совпадает с наружной конфигурацией периферии площади элементов топологии полупроводниковых приборов на лицевой стороне пластины, а также обеспечивает дополнительную защиту внутренних областей пластины так, что конфигурация маски не совпадает с областями расположения элементов топологии полупроводниковых приборов. Затем, используя данную маску, методом травления формируют полости, расположенные под каждым элементом топологии полупроводниковых приборов и разделенные между собой элементами жесткости, причем полости имеют глубину, равную разности толщины пластины и высоты элемента топологии полупроводниковых приборов, а дно полости имеет размеры, ограниченные размерами элемента в нижнем значении диапазона и плотностью топологического размещения элементов на пластине в верхнем значении диапазона (как результат технологического процесса формирования маски). После чего на обратную сторону пластины методами напыления и осаждения наносят металлическое покрытие по всей ее площади (вспомогательная операция в случае проведения разделения пластины плазмохимическим травлением). Далее на лицевую сторону пластины, перед ее разделением, методами напыления, осаждения, фотолитографии и травления наносят металлическое покрытие по всей ее площади с окнами над соответствующими границами разделения пластины на кристаллы с учетом бокового подтравливания, причем окна имеют ширину, ограниченную возможностью проведения процесса травления в нижнем значении диапазона и плотностью топологического размещения элементов топологии полупроводниковых приборов на пластине в верхнем значении диапазона.

Технико-экономическими преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются:

- улучшение технологичности способа;

- повышение выхода годных кристаллов;

- повышение метрологических характеристик кристаллов.

Источники информации

1. SU 1102433 A1, кл. Н01H 21/76, 1993 г.

2. Заявка на изобретение №2004129703/28, 15.10.2004.

Способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий создание на одной из сторон кремниевой пластины областей с элементами топологии полупроводниковых приборов и разделение пластины на кристаллы, при этом перед разделением пластины на кристаллы проводят ее утонение путем травления, причем в процессе изготовления перед травлением на обратной стороне пластины формируют защитную маску, обеспечивающую защиту периферийных областей пластины таким образом, что внутренняя конфигурация периферии площади маски совпадает с наружной конфигурацией периферии площади структур на лицевой стороне пластины, отличающийся тем, что перед разделением пластины на лицевой стороне проводят формирование защитного металлического покрытия с окнами, расположенными над соответствующими границами разделения пластины на кристаллы с учетом бокового подтравливания, причем окна имеют ширину, ограниченную возможностью проведения процесса травления в нижнем значении диапазона и плотностью топологического размещения элементов топологии полупроводниковых приборов на пластине в верхнем значении диапазона, а формирование защитной маски на обратной стороне пластины проводят таким образом, что она обеспечивает дополнительную защиту внутренних областей пластины так, что конфигурация маски не совпадает с областями расположения элементов топологии полупроводниковых приборов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в производстве электронных приборов и интегральных схем. .

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в производстве микросхем. .

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов и может быть использовано при создании структур "кремний на сапфире", предназначенных для изготовления дискретных приборов и интегральных схем, стойких к воздействию дестабилизирующих факторов, например к радиации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении малогабаритных полупроводниковых датчиков давления. .

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано в новом технологическом процессе: изготовлении структур кремний на изоляторе или кремний на арсениде галлия (через окисел) путем прямого соединения полупроводниковых пластин.

Изобретение относится к электроадгезионным захватам и предназначено для фиксации пластин и подложек из электропроводящих и диэлектрических материалов при обработке, ориентированном разделении на отдельные кристаллы, подготовке к операциям сборки и монтажа.

Изобретение относится к электроадгезионным захватам и предназначено для фиксации пластин и подложек из электропроводящих и диэлектрических материалов при обработке, ориентированном разделении на отдельные кристаллы, подготовке к операциям сборки и монтажа.

Изобретение относится к микроэлектронике. .

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов и может быть использовано при изготовлении мощных СВЧ-транзисторов с использованием гетероструктур на основе нитридов III группы

Изобретение относится к области полупроводниковой нанотехнологии и может быть использовано для прецизионного получения тонких и сверхтонких пленок полупроводников и диэлектриков в микро- и оптоэлектронике, в технологиях формирования элементов компьютерной памяти

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и предназначено для сборки мозаичных фотоприемных модулей. В способе формирования граней чипа для мозаичных фотоприемных модулей наносят защитное покрытие на планарную сторону приборной пластины, после чего, используя лазер, производят скрайбирование и осуществляют раскалывание приборной пластины. Защитное покрытие наносят толщиной, обеспечивающей поглощение лазерного излучения с плотностью энергии меньшей порога плавления в материале защитного покрытия и препятствование его воздействия на полупроводниковый материал. Скрайбирование, формирующее грань, осуществляют с использованием многопроходного режима. В каждом проходе приборной пластины скорость ее движения выбирают из условия отсутствия на поверхности больших зон расплава материала за счет перекрытия световых пятен от импульсного излучения, а также отсутствия уменьшения ширины канавки за счет осаждения расплава. При скрайбировании формируют канавку симметричной V-образной формы, направляя излучение по нормали к поверхности приборной пластины и получая канавку со стенками, образующими с поверхностью приборной пластины тупой угол α, или асимметричной V-образной формы, путем отклонения оптической оси лазерной системы, генерирующей требуемое излучение для скрайбирования, от нормали к поверхности приборной пластины в поперечном направлении формируемой канавки, получая канавку со стенкой со стороны чипа, образующей с поверхностью приборной пластины угол менее величины α и не более 180°-α. В результате достигается повышение эффективности преобразования изображений в мозаичном фотоприемном модуле и расширение области его применения. 5 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 пр.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при производстве электронных приборов. В способе изготовления полупроводникового прибора в полупроводниковой пластине прошивают переходные сквозные отверстия, поверхности отверстий, образовавшиеся сколы, лицевую и обратную поверхности полупроводниковой пластины селективно покрывают изоляционным слоем, поверх изоляционного слоя наносят металлические проводники, необходимые для проведения электротермотренировки и полного контроля всех кристаллов, после электротермотренировки и полного контроля пластину разрезают на кристаллы, годные из которых используют для корпусирования. Изобретение обеспечивает групповую электротермотренировку и полный контроль кристаллов в составе полупроводниковой пластины, что значительно удешевляет производство полупроводниковых приборов. 8 з.п. ф-лы, 5ил.

Группа изобретений касается структурного блока, имеющего в качестве линии инициирования разлома лазерный трек, который состоит из углублений, полученных от лазерного луча, для подготовки последующего разделения этого структурного блока на отдельные конструктивные элементы. Тем самым обеспечивается то, что при разделении на отдельные части разлом всегда происходит вдоль этого лазерного трека, предотвращаются разломы, отклоняющиеся от лазерного трека, и после разламывания формируются ровные и не имеющие осыпаний края излома. Причем расстояние между двумя расположенными рядом углублениями от лазера меньше или равно диаметру этих углублений от лазера, соответственно измеренному на поверхности структурного блока. При этом лазерный трек скомбинирован с выемкой в отдельном конструктивном элементе. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам изготовления структур высокочувствительных многоэлементных твердотельных преобразователей изображения - многоэлементных фотоприемников. Технический результат заключается в разработке надежного процесса вскрытия контактных окон при котором минимизируется вероятность замыкания металлических электродов контактных площадок с кремниевой подложкой и снижаются требования к допустимому значению поверхностного сопротивления подзатворного диэлектрика, благодаря чему обеспечивается существенное повышение выхода годных фотоприемников. Способ изготовления высокочувствительного многоэлементного твердотельного преобразователя изображения включает этап изготовления приборной пластины, этап соединения приборной пластины с пластиной-носителем, этап обработки обратной стороны приборной пластины, этап вскрытия контактных окон, этап разделения на чипы и формирования внешних выводов. На этапе вскрытия контактных окон сначала вытравливают окна в слое кремния приборной пластины, расположенные над контактными площадками, большие по размеру, чем размер контактных площадок, при этом используют преимущественно щелочные травители, а затем вскрывают контактные окна в слое диэлектрика, расположенного над контактной площадкой преимущественно методом реактивного ионного травления, используя в качестве травителей фторзамещенные углеводороды. 5 ил.
Использование: для создания сквозных микро- и субмикронных каналов в кристалле кремния. Сущность изобретения заключается в том, что способ создания сквозных микроканалов с диаметрами микронных и субмикронных размеров в кристалле кремния с помощью лазерных импульсов заключается в прошивке отверстия в кристалле кремния лазерным методом за счет наведения фокального пятна на поверхность кристалла и многоступенчатом перемещении этого пятна в направлении к входной поверхности кристалла, при этом для получения микроканалов с диаметрами микронных и субмикронных размеров в кристалле кремния используют инфракрасный фемтосекундный хром-форстерит лазер, а многоступенчатое перемещение фокального пятна в направлении к входной поверхности кристалла проводят с длиной волны излучения 1240 нм, при которой длина пробега фотона в структуре кремния равна 1 см, а энергия кванта меньше ширины запрещенной зоны. Технический результат: обеспечение возможности упрощения способа создания сквозных микро- и субмикронных каналов в кристалле кремния для создания чипов, имеющих возможность охлаждения внутренних слов структуры.

Изобретение относится к технологии производства многокристальных модулей, микросборок с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - уменьшение трудоемкости изготовления, расширение функциональных возможностей и повышение надежности микроэлектронных узлов. Достигается тем, что в способе изготовления микроэлектронного узла на пластичном основании перед установкой бескорпусных кристаллов и чип-компонентов соединяют круглую пластину по внешней ее части с опорным металлическим кольцом, наносят тонкий слой кремнийорганического полимера. Устанавливают бескорпусные кристаллы чип-компоненты, ориентируясь на ранее сформированный топологический рисунок, герметизируют кремнийорганическим полимером, достигая толщины полимера равной высоте кольца. Удаляют основание - круглую металлическую пластину, закрепляют дополнительную круглую металлическую пластину с обратной стороны микроэлектронного узла. Проводят коммутацию методом вакуумного напыления металлов или фотолитографией. Наносят слой диэлектрика, второй слой металлизации, защитный слой кремнийорганического полимера. Наносят паяльную пасту на выходные площадки микроэлектронного узла, удаляют дополнительную круглую металлическую пластину с кольцом - проводят вырезку микроэлектронного узла из технологической оснастки. 1 ил.

Изобретение относится к области формирования эпитаксиальных слоев кремния на изоляторе. Способ предназначен для изготовления эпитаксиальных слоев монокристаллического кремния n- и p-типа проводимости на диэлектрических подложках из материала с параметрами кристаллической решетки, близкими к параметрам кремния с помощью химической газофазной эпитаксии. В качестве материала подложки могут использоваться, в частности, лейкосапфир (корунд), шпинель, алмаз, кварц. Способ заключается в расположении подложки в реакторе, нагреве рабочей поверхности подложки до 900-1000°C, подаче потока реакционного газа, содержащего инертный газ-носитель и моносилан, наращивании кремния до образования начального сплошного слоя на рабочей поверхности подложки, добавлении к потоку реакционного газа потока галогенсодержащего реагента и формировании эпитаксиального слоя кремния требуемой толщины. Начальный сплошной слой кремния наращивают со скоростью от 3000 /мин до 6000 /мин. После формирования данного слоя на рабочей поверхности подложки расход потока реакционного газа уменьшают, снижая скорость роста на 500-2000 /мин. К потоку реакционного газа добавляют поток насыщенного пара галогенида кремния или газообразного галогенсилана, значение расхода которого задают таким образом, чтобы скорость роста кремниевого слоя вернулась к значениям 3000-6000 /мин. Технический результат изобретения - получение слоя кремния высокого качества и снижение себестоимости процесса изготовления. 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области изготовления силовых полупроводниковых приборов и может быть использовано для разделения полупроводниковых пластин на круглые кристаллы. Способ включает формирование фаски алмазным лезвийным инструментом и вырезку кристаллов из пластины, которые выполняют одним инструментом. При этом фаску формируют главной режущей кромкой инструмента, расположенной наклонно к поверхности пластины, поворачивают инструмент относительно неподвижной вершины, устанавливая главную режущую кромку перпендикулярно поверхности пластины, и выполняют вырезку кристалла вспомогательной режущей кромкой. Главная режущая кромка выполнена длиной 2,00 мм, вспомогательная – длиной 0,05-0,15 мм и расположена под углом 90° к главной, а дополнительная – длиной не более 2.00 мм и расположена под углом 120-170° к вспомогательной режущей кромке. Изобретение направлено на повышение качества и точности кристаллов, изготовленных одним инструментом на одном станке. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх