用于制造MEMS半导体芯片的具有隐形切割工艺的方法技术

根据本公开的各实施例涉及用于制造MEMS半导体芯片的具有隐形切割工艺的方法。一种方法包括生产半导体晶圆。半导体晶圆包括多个MEMS半导体芯片，其中MEMS半导体芯片具有：被布置在半导体晶圆的第一主表面处的MEMS结构、被布置在第一主表面处的第一半导体材料层、以及被布置在第一半导体材料层下方的第二半导体材料层，其中第一半导体材料层的掺杂大于第二半导体材料层的掺杂。该方法还包括：去除在相邻的MEMS半导体芯片之间的区域中的第一半导体材料层。该方法还包括：从半导体晶圆的第一主表面并且在相邻的MEMS半导体芯片之间应用隐形切割工艺。用隐形切割工艺。用隐形切割工艺。

【技术实现步骤摘要】
用于制造MEMS半导体芯片的具有隐形切割工艺的方法


[0001]本公开涉及用于制造MEMS半导体芯片的具有隐形切割工艺的方法。此外，本公开涉及通过这样的方法制造的MEMS半导体芯片。

技术介绍

[0002]MEMS(微机电系统)半导体芯片可以在晶圆级上制造，其中在构造MEMS结构之后，将晶圆分割成多个MEMS半导体芯片。MEMS结构可以尤其具有灵敏的开放结构，诸如可运动的微镜。在通过机械切割工艺进行的分割中存在损坏灵敏的MEMS结构的危险。例如，MEMS结构可能会由于所使用的锯片的振动、通过水进行的冷却或由锯浆引起的颗粒污染而受到损坏。MEMS半导体芯片的制造商一直致力于改进其产品。特别地，在此期望的是，提供用于制造MEMS半导体芯片的方法，其中灵敏的MEMS结构不被损坏并且可以用于各种衬底掺杂和衬底厚度。

技术实现思路

[0003]各个方面涉及一种方法。该方法包括生产半导体晶圆。半导体晶圆包括多个MEMS半导体芯片，其中MEMS半导体芯片具有：被布置在半导体晶圆的第一主表面处的MEMS结构、被布置在第一主表面处的第一半导体材料层、以及被布置在第一半导体材料层下方的第二半导体材料层，其中第一半导体材料层的掺杂大于第二半导体材料层的掺杂。该方法还包括：去除在相邻MEMS半导体芯片之间的区域中的第一半导体材料层。该方法还包括：从半导体晶圆的第一主表面并且在相邻的MEMS半导体芯片之间应用隐形切割工艺。
[0004]各个方面涉及一种MEMS半导体芯片。MEMS半导体芯片包括被布置在MEMS半导体芯片的第一主表面处的MEMS结构。MEMS半导体芯片还包括被布置在第一主表面处的第一半导体材料层。MEMS半导体芯片还包括被布置在第一半导体材料层下方的第二半导体材料层，其中第一半导体材料层的掺杂大于第二半导体材料层的掺杂。MEMS半导体芯片还包括台阶，该台阶在MEMS半导体芯片的侧壁处被构造在第一半导体材料层和第二半导体材料层之间。
附图说明
[0005]在下文中将借助附图更详细地阐述根据本专利技术的方法和装置。附图中所示的元件并不一定相对于彼此按比例绘制。相同的附图标记可以表示相同的部件。
[0006]图1示出了根据本公开的方法的流程图。
[0007]图2包括图2A至图2E，图2A至图2E示意性地示出了根据本公开的用于制造MEMS半导体芯片200的方法。
[0008]图3示出了根据本公开的MEMS半导体芯片300的横截面侧视图。
[0009]图4示出了根据本公开的MEMS半导体芯片400的侧壁。
[0010]图5示出了根据本公开的MEMS半导体芯片500的透视图。
具体实施方式
[0011]以一般的方式示出图1的方法，以定性地描述本公开的方面。该方法可以具有为了简单起见而在图1中未示出和描述的其它方面。该方法可以被扩展有结合根据本公开的其它示例描述的一个或多个方面。例如，该方法可以被扩展有结合图2的方法所描述的方面中的一个或多个方面。
[0012]在2处，可以生产半导体晶圆。半导体晶圆可以包括多个MEMS半导体芯片，其中MEMS半导体芯片具有被布置在半导体晶圆的第一主表面处的MEMS结构。此外，半导体晶圆可以包括被布置在第一主表面处的第一半导体材料层和被布置在第一半导体材料层下方的第二半导体材料层，其中第一半导体材料层的掺杂大于第二半导体材料层的掺杂。在4处，可以去除在相邻的MEMS半导体芯片之间的区域中的第一半导体材料层。在6处，可以从半导体晶圆的第一主表面并且在相邻的MEMS半导体芯片之间应用隐形切割工艺。
[0013]图2的方法可以被视为图1的方法的更详细的实施方案。在图2A的俯视图中，可以提供半导体晶圆10，该半导体晶圆可以由任意的半导体材料、尤其是硅制成。半导体晶圆10可以具有多个半导体芯片(或半导体裸片)12，其中半导体芯片12的数量可以是几十或几百。为了简单起见，在图2A的俯视图中未示出半导体芯片12的详细结构。在图2A的示例中，半导体晶圆10可以被构造成圆形的。在其它示例中，半导体晶圆10可以对应于半导体面板，并且可以具有矩形形状。在半导体晶圆10的所示出的表面上可以形成在半导体芯片12之间的区域14，在稍后的方法步骤中，可以沿着这些区域14将半导体晶圆10分割成半导体芯片12。半导体芯片12之间的区域14可以被称为划线(Scribe
‑
Line)。在图2A中，划线14例如可以形成矩形的网格结构。
[0014]半导体晶圆10在z方向上的厚度可以大于约600微米，更精确地大于约650微米，更精确地大于约700微米，更精确地大于约750微米，更精确地大于约800微米，更精确地大于约850微米，以及还更精确地大于约900微米。半导体晶圆10的划线14的宽度(切口宽度)可以小于约240微米，更精确地小于约200微米，以及还更精确地小于约160微米。半导体晶圆10的切口宽度与半导体晶圆10在z方向上的厚度的比率可以小于约0.4，更精确地小于约0.3，以及还更精确地小于约0.2。因此，在具体的示例中，在切口宽度与晶圆厚度的比率为约0.1的情况下，对于约900微米的晶圆厚度，可以得到约90微米的最小切口宽度。
[0015]半导体晶圆10可以具有边缘区域16，在该边缘区域16中无法构造半导体芯片12，并且因此无法构造划线14。可以从稍后的隐形切割工艺中排除边缘区域16，或者可以不从稍后的隐形切割工艺中排除边缘区域16。在图2A的示例中，在边缘区域16中示出线，这些线指示半导体晶圆10的棱边的预定的(或预计的)断裂线28的走向。换句话说，断裂线28可以对应于半导体晶圆10在稍后的分割中预计被断裂成半导体芯片12的走向。断裂线28的数量和位置可以在分割工艺之前就已经是基本上已知的。例如，可以基于建模、分析计算或在对类似半导体晶圆进行分割时出现的断裂线中的一项或多项来标识断裂线28的特性。在图2A中示出了示例性的断裂线28，这些断裂线可以指示：当边缘区域16(基本上)未经处理时，预计半导体晶圆10在其边缘区域16中将如何断裂。图2A中的断裂线28在此可以(基本上)沿着相应的半导体芯片12和半导体晶圆10的外边缘之间的最短距离延伸。
[0016]在图2B的横截面侧视图中定性地示出了半导体晶圆10的内部结构。半导体晶圆10可以例如基于SOI(衬底上硅)技术被制造，并且在此可以由彼此堆叠布置的多个绝缘层(或
电介质层)18A至18D以及半导体材料层20A至20D构成。绝缘层18A至18D在z方向上的厚度可以分别在从约400纳米到约600纳米的范围内，其中例如典型值可以是约500纳米。
[0017]半导体材料层20A至20D可以具有不同的掺杂。被布置在半导体晶圆10的上部主表面或正面24处的半导体材料层20A和被布置在半导体材料层20A下方的半导体材料层20B可以被称为高掺杂层。诸如MEMS结构之类的装置结构可以被构造在高掺杂层20A、20B中。因此，高掺杂层还可以被称为装置层。高掺杂层20A、20B尤其可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：生产半导体晶圆(10)，所述半导体晶圆包括：多个MEMS半导体芯片(12)，其中所述MEMS半导体芯片(12)具有MEMS结构(22)，所述MEMS结构被布置在所述半导体晶圆(10)的第一主表面(24)处，第一半导体材料层(20)，被布置在所述第一主表面(24)处，以及第二半导体材料层(20)，被布置在所述第一半导体材料层(20)下方，其中所述第一半导体材料层(20)的掺杂大于所述第二半导体材料层(20)的掺杂；去除在相邻的MEMS半导体芯片(12)之间的区域(36)中的所述第一半导体材料层(20)；以及从所述半导体晶圆(10)的所述第一主表面(24)并且在所述相邻的MEMS半导体芯片(12)之间应用隐形切割工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一半导体材料层(20)的电阻率小于0.01Ω
·
cm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二半导体材料层(20)的电阻率大于0.1Ω
·
cm。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于在用于所述隐形切割工艺的激光的波长范围中的电磁辐射，所述第一半导体材料层(20)是不透明的。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：通过使所述第一半导体材料层(20)结构化来构造所述MEMS结构(22)，其中通过相同的工艺技术来同时执行对所述第一半导体材料层(20)的所述结构化和所述去除。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在所述半导体晶圆(10)的所述第一主表面(24)的边缘区域(16)中去除所述第一半导体材料层(20)，其中通过相同的工艺技术来同时执行对在所述边缘区域(16)中以及在所述相邻的MEMS半导体芯片(12)之间的所述第一半导体材料层(20)的所述去除。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述第一半导体材料层(20)的所述去除包括干法蚀刻或湿法化学蚀刻中的一项或多项。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述半导体晶圆(10)包括被布置在所述第一半导体材料层(20)与所述第二半导体材料层(20)之间的绝缘层(18)，所述绝缘层被设计为蚀刻停止层。9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括：在应用所述隐形切割工艺之前，去除在所述相邻的MEMS半导体芯片(12)之间的所述区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：