本发明专利技术公开了一种采用蜂窝状光刻版和刀刮法的GPP二极管芯片生产工艺，涉及半导体器件的制造。本发明专利技术相比基于传统图形掩膜版的刀刮法工艺而言，通过采用第一掩膜版和第二掩膜版组成的新型六边形蜂窝状双沟槽光刻掩膜版，并将其应用于GPP玻璃封装刀刮工艺中，从而只需要一台曝光机就可以完成一次曝光及二次套刻曝光，减少了双面曝光机这台设备，同时本发明专利技术也相应省去了价格昂贵的背面光刻版和背面刻蚀所需耗材。而且，由于本发明专利技术二次套刻后晶片的刻蚀面拥有正面切割道，因此芯片可以直接采用激光进行高速切割，并且直接得到完整的芯粒，不需要增加人工裂片的环节，具有极高的生产效率和成本优势。产效率和成本优势。产效率和成本优势。
【技术实现步骤摘要】
一种采用蜂窝状光刻版和刀刮法的GPP二极管芯片生产工艺
[0001]本专利技术涉及半导体分立器件(二极管)制造的
，特别是涉及一种采用蜂窝状光刻版和刀刮法的GPP二极管芯片生产工艺。
技术介绍
[0002]二极管因其具有单向导通的性质，无论是在家用电路还是在特种电路市政电路中，都是必不可少的分立器件之一。我国最早从上世纪50年代便开始了研究与生产。近年来随着国家对于环境保护的重视，各企业的环保意识逐渐增强。传统的Open Junction酸/碱洗开槽生产芯片的工艺(后称OJ工艺)，由于其需要使用大量酸液或碱液，产生大量的污水排放，而逐渐被另外一种更加环保，且产品可靠性更强的生产工艺Glass Passivated玻璃钝化工艺(后称GPP工艺)所取代。
[0003]GPP工艺顾名思义，采用耐高电压的钝化玻璃与二极管的PN结合的方式，使得产品在高压、高温、浪涌等情况下更加可靠。但是产品的生产成本是传统OJ工艺的数倍。而其在玻璃与PN结钝化结合工艺上的不同，还可以分为：电泳法、刀刮法和光阻法。由于电泳法生产出的GPP芯片可靠性较差，故现在国内的GPP工艺主要采用刀刮法和光阻法两种。相比而言，刀刮法工序较简单，成本较于光阻法要低许多，因而其在国内的应用非常广泛。
[0004]二极管芯片中最常见的芯片形状有两种分别为：正方形和正六边形。正方形的管芯一般较小，应用于手机电脑等对于芯片大小有严格要求的消费电子中。而正六边形的二极管芯片则广泛应用于汽车电子中。
[0005]当前工艺下各厂家的刀刮法工艺在基本的图形结构设计上并无太大差别，如图1的传统工艺的H220mil六边形芯片版图所示。图1中从左至右分别为：一次正面曝光，一次背面曝光，二次套刻曝光。其中正面线宽为9mil(微英寸)，圆角弧度为R＝13mil，背面线宽为2mil，二次套刻曝光对版规格为H198mil，芯片出点率为195颗。
[0006]传统刀刮法虽然成本较低，但是存在三个劣势：
[0007]第一：传统刀刮法生产的芯片无法采用激光正面切割，因此当前对于刀刮工艺的产品，只能采用砂轮正面切割，或者激光背面切割。砂轮正面切割受限于玻璃切割的难度，只能采用低速切割＜10mm/s，效率不到常规激光器(切割速度＞100mm/s)的10％。而激光背面切割，虽然可以保持高速高效，但是需要通过后道工序人工裂片的方式来得到完整的芯粒，这会产生由于人为因素而引起的玻璃损伤，同时也大幅度增加了用工成本。
[0008]第二：六边形二极管现在有两种排布方式，一种是平行切割排布，另一种是蜂窝状排布。平行切割的排布方式可以用于任意一种二极管芯片生产工艺，不论是OJ工艺还是GPP工艺，都可以切割获得，但是会损失一个三角形，如图1所示。为了增加芯片的出点率，提高产品的使用率，蜂窝状是一种更加合理的排布方式。OJ工艺可以通过线切割的方式，批量切割蜂窝排布。虽然切割速度慢，但是由于可以几百片堆叠后批量操作，所以生产效率并不受影响。但是传统刀刮法，却无法切割蜂窝排布的芯片，主要是面临两大困难：砂轮切割无法灵活转向；背面激光切割无法继续人工裂取完整的芯片。
[0009]第三：传统刀刮法要高效率生产就必须采用激光背面切割，所以在做第一次光刻时，需要双面曝光机进行双面光刻，并增加一步背面刻蚀工序，以便获得激光切割道，同时还需要增加背面保护来保证芯片不因为刻蚀切割道而受损。其中，背面刻蚀的工序增加了5～10％的刻蚀成本，背面保护则增加了近20％的光刻胶成本，此外，一台双面曝光机的成本价要比单面的贵50％以上。
[0010]综上所述，当前条件下刀刮法工艺限于图形结构上的阻碍，导致其无法将成本优势发挥到最大。因此，亟需提供一种能够兼具成本优势和生产效率的GPP二极管芯片生产工艺。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种采用蜂窝状光刻版和刀刮法的GPP二极管芯片生产工艺，该工艺可以通过光刻和化学腐蚀将晶片生产成所需的蜂窝状芯片，兼具成本优势和生产效率。
[0012]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0013]一种采用蜂窝状光刻版和刀刮法的GPP二极管芯片生产工艺，其包括如下步骤：
[0014]S1、将光刻胶均匀涂在原始晶片的刻蚀面上，形成第一光刻胶层；
[0015]S2、将第一掩膜版置于光刻机中，并通过光刻工艺将第一掩膜版上能够透光的图案印在原始晶片刻蚀面的第一光刻胶层上；所述第一掩膜版包括第一透明基板以及覆盖于第一透明基板表面的第一光刻掩膜层，第一光刻掩膜层中具有由第一正六边形图案单元拼接成的第一蜂窝状图案，且每个第一正六边形图案单元中，六条侧边线处为第一光透性类型线条，六条侧边线围合区域均为第二光透性类型区域；任意两个相邻的第一正六边形图案单元之间保持间隔，使两个第一正六边形图案单元贴近的两条平行第一光透性类型线条之间具有一条第二光透性类型线条；所述第一光透性类型为透光和不透光中的一种，所述第二光透性类型为另一种；
[0016]S3、利用显影液对S2中光刻处理后的第一光刻胶层进行处理，去除所有第一光透性类型所映射位置的光刻胶，再采用定影液将含有光刻胶杂质的显影液洗去，烘干；
[0017]S4、通过干法刻蚀或湿法刻蚀对经过S3处理后的晶片进行刻蚀，使第一图案化晶片的刻蚀面上没有覆盖光刻胶的区域均形成刻蚀槽，六边形的刻蚀槽之间围合形成六边形的芯片台面，任意相邻的两个芯片台面之间均具有两条间隔的刻蚀槽，两条刻蚀槽之间由一条线条形的切割面分隔；完成刻蚀后，用剥离液去除晶片表面的光刻胶；
[0018]S5、使用刀刮法在S4处理后的晶片表面的刻蚀槽内填入玻璃粉末，烧结后在晶片表面以及刻蚀槽中形成玻璃钝化保护；
[0019]S6、再次将光刻胶均匀涂在S5处理后的晶片的刻蚀面上，形成第二光刻胶层；
[0020]S7、将第二掩膜版置于光刻机中，并通过套刻工艺将第二掩膜版上能够透光的图案印在晶片刻蚀面的第二光刻胶层上；所述第二掩膜版包括第二透明基板以及覆盖于第二透明基板表面的第二光刻掩膜层，所述第二光刻掩膜层中具有由第二正六边形图案单元拼接成的第二蜂窝状图案，且每个第二正六边形图案单元中，六条侧边线处为第二光透性类型线条，六条侧边线围合区域均为第一光透性类型区域；任意两个相邻的第二正六边形图案单元之间保持间隔，使两个第二正六边形图案单元贴近的两条平行第二光透性类型线条
之间具有一条第一光透性类型线条；且套刻时所述第二蜂窝状图案中的第二正六边形图案单元与所述第一蜂窝状图案中的第一正六边形图案单元在晶片上的映射区域一一对应重叠，满足套刻要求；
[0021]S8、利用显影液对S7中套刻处理后的第二光刻胶层进行处理，去除所有第一光透性类型所映射位置的光刻胶，再采用定影液将含有光刻胶杂质的显影液洗去，烘干；
[0022]S9、利用缓冲氧化物刻蚀液对S8处理后的晶片表面进行刻蚀，去除所述芯片台面以及所述切割面上覆盖的玻璃层，露出所述芯片台面以及所述切割面；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用蜂窝状光刻版和刀刮法的GPP二极管芯片生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、将光刻胶均匀涂在原始晶片的刻蚀面上，形成第一光刻胶层；S2、将第一掩膜版置于光刻机中，并通过光刻工艺将第一掩膜版上能够透光的图案印在原始晶片刻蚀面的第一光刻胶层上；所述第一掩膜版包括第一透明基板(1)以及覆盖于第一透明基板(1)表面的第一光刻掩膜层(2)，第一光刻掩膜层(2)中具有由第一正六边形图案单元拼接成的第一蜂窝状图案，且每个第一正六边形图案单元中，六条侧边线处为第一光透性类型线条，六条侧边线围合区域均为第二光透性类型区域；任意两个相邻的第一正六边形图案单元之间保持间隔，使两个第一正六边形图案单元贴近的两条平行第一光透性类型线条之间具有一条第二光透性类型线条；所述第一光透性类型为透光和不透光中的一种，所述第二光透性类型为另一种；S3、利用显影液对S2中光刻处理后的第一光刻胶层进行处理，去除所有第一光透性类型所映射位置的光刻胶，再采用定影液将含有光刻胶杂质的显影液洗去，烘干；S4、通过干法刻蚀或湿法刻蚀对经过S3处理后的晶片进行刻蚀，使第一图案化晶片的刻蚀面上没有覆盖光刻胶的区域均形成刻蚀槽，六边形的刻蚀槽之间围合形成六边形的芯片台面，任意相邻的两个芯片台面之间均具有两条间隔的刻蚀槽，两条刻蚀槽之间由一条线条形的切割面分隔；完成刻蚀后，用剥离液去除晶片表面的光刻胶；S5、使用刀刮法在S4处理后的晶片表面的刻蚀槽内填入玻璃粉末，烧结后在晶片表面以及刻蚀槽中形成玻璃钝化保护；S6、再次将光刻胶均匀涂在S5处理后的晶片的刻蚀面上，形成第二光刻胶层；S7、将第二掩膜版置于光刻机中，并通过套刻工艺将第二掩膜版上能够透光的图案印在晶片刻蚀面的第二光刻胶层上；所述第二掩膜版包括第二透明基板(3)以及覆盖于第二透明基板(3)表面的第二光刻掩膜层(4)，所述第二光刻掩膜层(4)中具有由第二正六边形图案单元拼接成的第二蜂窝状图案，且每个第二正六边形图案单元中，六条侧边线处为第二光透性类型线条，六条侧边线围合区域均为第一光透性类型区域；任意两个相邻的第二正六边形图案单元之间保持间隔，使两个第二正六边形图案单元贴近的两条平行第二光透性类型线条之间具有一条第一光透性类型线条；且套刻时所述第二蜂窝状图案中的第二正六边形图案单元与所述第一蜂窝状...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞旭俊，金家斌，王俊，贺鸿浩，朱燕飞，毛建军，任亮，
申请(专利权)人：杭州赛晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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