用于激光溅射阻挡的硅掺杂制造技术

本申请案涉及用于激光溅射阻挡的硅掺杂。在一个实施例中，一种半导体装置包含硅层和具有多个半导体装置的电路层。经掺杂硅区形成于所述硅层的上面沉积有所述电路层的前侧上。所述经掺杂硅区定位于所述电路层下方。所述经掺杂硅区具有至少10

【技术实现步骤摘要】
用于激光溅射阻挡的硅掺杂
本专利技术技术大体上涉及促进半导体装置分隔成各个单元的掺杂，且更具体地说，涉及在切割过程期间保护电路的半导体晶片的硅掺杂。
技术介绍
半导体装置可包含形成于单个衬底上的多个半导体装置。单个衬底上的每个半导体装置大体包含定位于硅层上的电路层。举例来说，可处理半导体晶片以从单个半导体晶片形成多个裸片。半导体晶片的顶表面包含电路层(例如，多个裸片)且底表面包含硅层(例如，衬底)。可使用各种过程来将半导体装置分成多个半导体装置。这些过程中的一个是隐形切割。在研磨半导体装置的背侧并且将半导体装置最终分隔成多个半导体装置之前，执行隐形切割。最初中硅层中指定深度处使用激光切割处理半导体装置，例如晶片。从激光器发出的辐射切断特定点处的硅层的硅晶格的一部分，从而产生部分区。这些部分切口构成从硅层中的激光照射产生的断裂区。以围绕多个半导体装置的图案在整个硅层中产生断裂区。接着可使例如晶片的多个半导体装置变薄到目标厚度。在机械应力下，变薄的多个半导体装置沿着断裂区分隔成各个单元。隐形切割的一个缺点是辐射的激光可损坏电路层。为了使用隐形切割有效地分隔半导体装置，需要较高激光能量。但高能量激光有可能损坏敏感性电路。此外，高能量激光当聚焦于硅材料上的特定点处时产生不想要的散射。高能量激光的此散射可到达半导体装置的电路层，从而致使损坏敏感性电路。此不想要的散射可以被称作激光溅射。从激光溅射受损的半导体电路通常造成半导体装置弃置、过早发生故障以及其它质保风险。因此，需要一种防止激光溅射或从高能量激光的不想要的散射到达半导体装置的电路层的高效方式。
技术实现思路
在一个方面中，本申请案提供一种半导体装置，其包括：硅层；电路层，其包含多个半导体装置；和经掺杂硅区，其形成于所述硅层的上面沉积有所述电路层的前侧上，所述经掺杂硅区定位于所述电路层下方；其中所述经掺杂硅区具有至少1015cm-3的掺杂剂浓度。在另一方面中，本申请案提供一种掺杂硅衬底的方法，所述方法包括：在所述硅衬底处使用扩散炉引入掺杂剂原子；将掩模应用于所述硅衬底的将不形成经掺杂硅区处；和在所述硅衬底处使用快速热处理使所述掺杂剂原子扩散，直到所述经掺杂硅区具有至少1015cm-3的掺杂剂浓度。附图说明参照下图可以更好地理解本专利技术技术的许多方面。图中的组件不一定按比例绘制。实际上，重点是清楚地说明本专利技术技术的原理。图1示出根据一个示范性实施例的具有经历隐形切割的硅层和电路层的半导体装置。图2示出归因于激光溅射在靠近断裂区处具有受损硅晶格的另一半导体装置。图3示出根据一个示范性实施例的具有经历隐形切割的硅层、经掺杂硅层和电路层的经改进半导体装置。图4示出表示为相对于用于各个硅样本的波长的百分比的光透射的图表。图5A示出针对1064nm的波长的吸收系数相对于p型掺杂剂密度的图表。图5B示出针对1064nm的波长的吸收系数相对于n型掺杂剂密度的图表。图6示出根据一个示范性实施例的对另一改进的半导体装置执行隐形切割的激光器。图7示出根据一个示范性实施例的对另一改进的半导体装置执行隐形切割以产生断裂区的激光器的侧视图。图8示出含有不被激光溅射损坏的硅晶格中的断裂区的另一半导体装置。图9示出根据一个示范性实施例的掺杂硅层的方法。图10A示出根据一个示范性实施例的说明掺杂剂原子从第一位置到第二位置的运动的填隙式扩散机构。图10B示出根据一个示范性实施例的说明掺杂剂原子从第一位置到第二位置的运动的置换式扩散机构。图11示出根据一个示范性实施例的对多个半导体装置执行隐形切割的激光器。各种实施例在附图的各图中以实例的方式而非以限制的方式说明。在本公开中包含更特定的描述和同等有效的实施方案。在可能的情况下使用相同的元件符号表示附图中共有的相同元件。预期一个实施例中所公开的元件可以有利地用于其它实施方案中而无需具体叙述。具体实施方式在以下详细描述中，借助于说明方式参考附图，所述附图形成其中可实践所公开的标的物的具体实施例。然而，应理解，可使用其它实施例，且可在不脱离所公开标的物的范围的情况下做出结构改变。预期实施和实践本公开的以下特征和元件的任何组合。在描述中，共同或类似特征可由共同元件符号标示。如本文所使用，“示范性”可指示实例、实施方案和/或方面，且不应解为限制或指示偏好或优选实施方案。下文描述半导体装置的若干实施例和相关联系统和方法的具体细节。术语“衬底”可以指晶片级衬底或经单分裸片级衬底。此外，除非上下文另有指示，否则可使用常规的半导体制造技术来形成本文中所公开的结构。举例来说，可使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、镀覆、无电镀敷、旋涂和/或其它合适的技术沉积材料。类似地，举例来说，可使用等离子体蚀刻、湿式蚀刻、化学-机械平坦化或其它合适的技术移除材料。相关领域的技术人员还将理解，所述技术可具有额外实施例，并且所述技术可在没有下文参考图1-11描述的实施例的细节中的若干个的情况下实践。本文公开许多具体细节以提供本专利技术技术的实施例的详尽且有用的描述。然而，所属领域的技术人员将理解，所述技术可具有额外实施例，并且所述技术可在没有下文参考图1-11描述的实施例的细节中的若干个的情况下实践。举例来说，已经省略所属领域中众所周知的半导体装置和/或封装的一些细节以便模糊本专利技术技术。一般来说，应理解，除了本文公开的那些具体实施例之外的各种其它装置和系统可在本专利技术技术的范围内。术语“半导体装置”可指一或多个半导体装置、半导体装置封装和/或衬底的组合件，所述衬底可包含中介层、支撑件和/或其它合适的衬底。半导体装置组合件可制造为但不限于离散封装形式、条带或矩阵形式和/或晶片面板形式。术语“半导体装置”通常是指包含半导体材料的固态装置。半导体装置可包含例如来自晶片或衬底的半导体衬底、晶片、面板或单个裸片。半导体装置在本文中可指半导体晶片，但半导体装置不限于半导体晶片。如本文所使用，术语“竖直”、“橫向”、“上部”、“下部”、“上方”和“下方”可以鉴于图中示出的定向而指代半导体装置中的特征的相对方向或位置。举例来说，“上部”或“最上部”可以指比另一特征更接近页面的顶部定位的特征。然而，这些术语应广泛地理解为包含具有其它定向的半导体装置，所述定向例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、上面/下面、上方/下方、向上/向下以及左侧/右侧可取决于定向而互换。图1示出根据一个示范性实施例的具有经历隐形切割的硅层和电路层的半导体装置。半导体装置100包含硅层110和电路层120。硅层110包含半导体装置的背侧表面112。电路层120定位于硅层110上。电路层120包含半导体装置的前表面122。传入激光束150朝向半导体装置100引导，其焦点152处于硅层110上的一点。传入激光束150照射硅层110的硅晶格以产生断裂区160。传入激光束150在半导体装置100内产生激光溅射154。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其包括：/n硅层；/n电路层，其包含多个半导体装置；和/n经掺杂硅区，其形成于所述硅层的上面沉积有所述电路层的前侧上，所述经掺杂硅区定位于所述电路层下方；/n其中所述经掺杂硅区具有至少10

【技术特征摘要】
20181228 US 16/235,3981.一种半导体装置，其包括：
硅层；
电路层，其包含多个半导体装置；和
经掺杂硅区，其形成于所述硅层的上面沉积有所述电路层的前侧上，所述经掺杂硅区定位于所述电路层下方；
其中所述经掺杂硅区具有至少1015cm-3的掺杂剂浓度。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述经掺杂硅区完全形成于所述硅层的所述前侧上方。


3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述经掺杂硅区选择性地形成于所述硅层的上面沉积有所述电路层的所述前侧上。


4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述硅层是硅晶片的衬底，且所述电路层包含所述多个半导体装置之间的切划线。


5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述经掺杂硅区形成于所述多个半导体装置下方并且不形成于所述切划线下方。


6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述经掺杂硅区仅形成于邻近所述切划线的周围边界中。


7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述掺杂剂浓度包括硼杂质。


8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述掺杂剂浓度包括磷杂质。


9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述掺杂剂浓度是基于所述经掺杂硅区的所要折射率。


10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述掺杂剂浓度是基于所述经掺杂硅区的所要光透射率。

【专利技术属性】
技术研发人员：A·O·埃斯皮纳，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US