氮化镓晶圆的切割方法及氮化镓功率器件的封装方法技术

本发明专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种氮化镓晶圆的切割方法及氮化镓功率器件的封装方法。先对氮化镓晶圆正面开槽，使得切割道中的氮化镓层被移除，再对氮化镓晶圆进行半切割，后对氮化镓晶圆正面使用粘性更强的保护膜后再进行背面减薄。本发明专利技术使得氮化镓晶圆的一部分应力在开槽时提前释放，避免了氮化镓晶圆背面减薄过程中晶粒飞离的问题，解决了氮化镓晶圆厚度越薄，切割时破裂的风险越大的问题，也避免了在传统工艺中出现崩边、翘曲等问题，为氮化镓功率器件未来在更小、更薄尺寸上的应用提供条件。同时在移除氮化镓晶圆背面蓝膜的过程中利用了伯努利原理，避免氮化镓晶圆与剥膜设备台面发生应力碰撞，进一步降低了氮化镓晶圆碎裂的风险。圆碎裂的风险。圆碎裂的风险。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓晶圆的切割方法及氮化镓功率器件的封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种氮化镓晶圆的切割方法及氮化镓功率器件的封装方法。

技术介绍

[0002]请参考图1，在半导体领域中，功率器件的封装方法，特别是氮化镓功率器件的封装过程中，传统工艺将晶圆切割成晶粒的方法是先将晶圆正面贴膜，再通过减薄工艺对晶圆背面进行减薄，将减薄后的晶圆背面贴膜，再对晶圆正面进行开槽、切割，至此完成晶圆到晶粒的过程，最后进行封装，形成氮化镓功率器件。传统工艺中，晶粒的厚度一般在150微米及以上。
[0003]请参考图2，随着半导体器件的应用发展，对半导体器件尺寸的需求越来越小，半导体器件的封装体积也在不断的减小，所以需要减小晶粒的整体厚度来达到应用的需求，使用传统功率器件的封装方法对氮化镓功率器件厚度在25微米
‑
150微米范围的切割会有碎裂等问题，从而影响氮化镓功率器件封装的可靠性。

技术实现思路

[0004]为降低氮化镓晶圆切割和氮化镓功率器件封装时的碎裂问题，本专利技术提供一种氮化镓晶圆的切割方法，包括：
[0005]提供集成有多颗芯片的氮化镓晶圆，所述氮化镓晶圆包括形成有功能层的氮化镓晶圆正面以及相对于所述氮化镓晶圆正面的氮化镓晶圆背面；
[0006]在所述氮化镓晶圆背面粘贴第一蓝膜；
[0007]沿所述氮化镓晶圆正面的切割道进行第一开槽，所述第一开槽的深度大于等于氮化镓晶圆正面的氮化镓层的厚度h1；
[0008]沿所述氮化镓晶圆正面的第一开槽位置对所述氮化镓晶圆正面进行半切割形成切割槽，所述切割槽的深度h2大于最终形成的氮化镓晶粒的目标厚度h；
[0009]移除所述氮化镓晶圆背面的第一蓝膜；
[0010]在所述氮化镓晶圆正面粘贴保护膜；
[0011]对所述氮化镓晶圆背面进行减薄，减薄至最终形成的氮化镓晶粒的目标厚度h，所述氮化镓晶圆成为分立的氮化镓晶粒；
[0012]对所述分立的氮化镓晶粒背面粘贴第二蓝膜；
[0013]移除所述分立的氮化镓晶粒正面的保护膜；
[0014]对所述分立的氮化镓晶粒进行封装。
[0015]可选的，对所述氮化镓晶圆背面粘贴第一蓝膜后，使用带滚轮的滚压机在所述氮化镓晶圆背面滚动。
[0016]可选的，对所述氮化镓晶圆正面第一开槽的具体工艺为激光切割工艺，所述氮化镓晶圆正面半切割的具体工艺为机械切割工艺。
[0017]可选的，对所述氮化镓晶圆背面的第一蓝膜照射UV解胶后再移除。
[0018]可选的，所述氮化镓晶圆背面第一蓝膜移除过程具体为：将所述氮化镓晶圆的边缘区域放置于剥膜设备边缘的垫块上，使得所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备的陶瓷台面之间具有空隙，向所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备的陶瓷台面之间冲入空气，所述空气支撑所述氮化镓晶圆，避免所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备陶瓷台面直接接触。
[0019]可选的，所述氮化镓晶圆正面的保护膜的厚度大于20微米，使得减薄过程中所述分立的氮化镓晶粒不会飞离。
[0020]可选的，所述氮化镓晶圆正面的保护膜的粘层嵌入所述氮化镓晶圆正面的切割槽内。
[0021]可选的，所述氮化镓晶圆背面减薄的减薄工艺包括：先进行粗磨工艺、再进行精磨工艺，最后进行干抛工艺；所述粗磨工艺和精磨工艺的研磨速度可调，所述干抛工艺后得到分立的氮化镓晶粒。
[0022]可选的，所述粗磨工艺后得到的氮化镓晶圆的厚度为h+47微米，所述精磨工艺后得到的氮化镓晶粒的厚度为h+2微米，所述干抛工艺后得到的氮化镓晶粒的厚度为h，所述氮化镓晶粒的目标厚度h的范围为25微米
‑
150微米。
[0023]本专利技术还提供一种氮化镓功率器件的封装方法，包括：
[0024]提供集成有多颗芯片的氮化镓晶圆，所述氮化镓晶圆包括形成有功能层的氮化镓晶圆正面以及相对于所述氮化镓晶圆正面的氮化镓晶圆背面；
[0025]在所述氮化镓晶圆背面粘贴第一蓝膜；
[0026]沿所述氮化镓晶圆正面的切割道进行第一开槽，所述第一开槽的深度大于等于氮化镓晶圆正面的氮化镓层的厚度h1；
[0027]沿所述氮化镓晶圆正面的第一开槽位置对所述氮化镓晶圆正面进行半切割形成切割槽，所述切割槽的深度h2大于最终形成的氮化镓晶粒的目标厚度h；
[0028]移除所述氮化镓晶圆背面的第一蓝膜；
[0029]在所述氮化镓晶圆正面粘贴保护膜；
[0030]对所述氮化镓晶圆背面进行减薄，减薄至最终形成的氮化镓晶粒的目标厚度h，所述氮化镓晶圆成为分立的氮化镓晶粒；
[0031]对所述分立的氮化镓晶粒背面粘贴第二蓝膜；
[0032]移除所述分立的氮化镓晶粒正面的保护膜；
[0033]对所述分立的氮化镓晶粒进行封装。
[0034]综上所述，本专利技术的优点及有益效果为：
[0035]本专利技术提供一种氮化镓晶圆的切割方法及氮化镓功率器件的封装方法，先在氮化镓晶圆背面粘贴第一蓝膜，再沿所述氮化镓晶圆正面的切割道进行第一开槽，将所述氮化镓晶圆表面的切割道内的氮化镓层提前移除，使得氮化镓晶圆的一部分应力提前释放，将应力降低到最小，避免了传统切割方法中出现的氮化镓晶圆碎裂、崩边、翘曲等问题，以及避免传统封装方法中对氮化镓晶粒带来的碎裂的封装问题，同时提升了氮化镓功率器件封装的可靠性和稳定性提升。在所述氮化镓晶圆的正面使用粘性更强的保护膜，防止氮化镓晶圆在减薄过程中因为磨轮产生的外力导致形成的分立的氮化镓晶粒飞离的问题。
[0036]在所述氮化镓晶圆背面减薄的过程中，先后使用粗磨工艺、精磨工艺和干抛工艺，
最大限度的抑制所述氮化镓晶圆在分离时的崩裂和破损的问题，解决了当氮化镓晶圆厚度越薄，直径越大时，氮化镓晶圆的破裂的风险越大的问题，从而避免影响氮化镓晶粒性能的缺陷，为氮化镓功率器件未来在更小、更薄尺寸的封装结构上的应用提供条件。
[0037]同时，在所述氮化镓晶圆移除蓝膜的过程中，由于所述氮化镓晶圆经过了半切割，当氮化镓晶圆与所述剥膜设备的陶瓷台面上的灰尘或者固体之间发生应力碰撞时，所述氮化镓晶圆容易发生碎裂，本专利技术在利用剥膜设备移除所述氮化镓晶圆蓝膜的过程中利用了伯努利原理，在所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备的陶瓷台面之间的空隙冲入空气，空气对所述氮化镓晶圆起到支撑的作用，避免所述氮化镓晶圆与剥膜设备的陶瓷台面直接接触，从而避免了所述氮化镓晶圆与剥膜设备陶瓷台面的灰尘或者固体之间发生应力碰撞，减少了所述氮化镓晶圆的碎裂的概率。
附图说明
[0038]图1所示为传统氮化镓功率器件的封装方法的流程示意图；
[0039]图2所示为传统氮化镓晶圆切割时氮化镓晶圆碎裂的结构示意图；
[0040]图3所示为氮化镓晶圆直径和氮化镓晶圆厚度的结构示意图；
[0041]图4所示为本专利技术实施例的一种氮化镓晶圆的切割方法的流程示意图；
[0042]图5所示为本专利技术实施例的一种氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓晶圆的切割方法，其特征在于，包括：提供集成有多颗芯片的氮化镓晶圆，所述氮化镓晶圆包括形成有功能层的氮化镓晶圆正面以及相对于所述氮化镓晶圆正面的氮化镓晶圆背面；在所述氮化镓晶圆背面粘贴第一蓝膜；沿所述氮化镓晶圆正面的切割道进行第一开槽，所述第一开槽的深度大于等于氮化镓晶圆正面的氮化镓层的厚度h1；沿所述氮化镓晶圆正面的第一开槽位置对所述氮化镓晶圆正面进行半切割形成切割槽，所述切割槽的深度h2大于最终形成的氮化镓晶粒的目标厚度h；移除所述氮化镓晶圆背面的第一蓝膜；在所述氮化镓晶圆正面粘贴保护膜；对所述氮化镓晶圆背面进行减薄，减薄至最终形成的氮化镓晶粒的目标厚度h，所述氮化镓晶圆成为分立的氮化镓晶粒；对所述分立的氮化镓晶粒背面粘贴第二蓝膜；移除所述分立的氮化镓晶粒正面的保护膜。2.如权利要求1所述的一种氮化镓晶圆的切割方法，其特征在于，对所述氮化镓晶圆背面粘贴第一蓝膜后，使用带滚轮的滚压机在所述氮化镓晶圆背面滚动。3.如权利要求1所述的一种氮化镓晶圆的切割方法，其特征在于，对所述氮化镓晶圆正面第一开槽的具体工艺为激光切割工艺，所述氮化镓晶圆正面半切割的具体工艺为机械切割工艺。4.如权利要求1所述的一种氮化镓晶圆的切割方法，其特征在于，对所述氮化镓晶圆背面的第一蓝膜照射UV解胶后再移除。5.如权利要求1所述的一种氮化镓晶圆的切割方法，其特征在于，所述氮化镓晶圆背面第一蓝膜移除过程具体为：将所述氮化镓晶圆的边缘区域放置于剥膜设备边缘的垫块上，使得所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备的陶瓷台面之间具有空隙，向所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备的陶瓷台面之间冲入空气，所述空气支撑所述氮化镓晶圆，避免所述氮化镓晶圆与所述剥膜设备陶瓷台面直接接触。6.如权利要求1所述的一种氮化镓晶圆的切割方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳敏，银发友，韩杰，邹松，
申请(专利权)人：杭州云镓半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：