半导体装置的制造方法和半导体装置制造方法及图纸

在背面具有散热用金属层的半导体装置，减少图形化工序，使激光熔断部位的形状良好且可防止第１和第２金属层间的剥离。第１，采用不用掩模对准的光刻胶的整个面的曝光工序可以减少图形化工序；第２，用低熔点的第１金属层和高熔点的第２金属层形成连接半导体装置间的金属层，并从第１金属层一侧开始顺次熔断第１金属层和第２金属层可以得到良好的外观形状；第３，采用防止第２金属层的电镀工序中的电镀供电层氧化，可以防止第２金属层的剥离。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在背面具有散热用金属(PHS金属片散热器)层的半导体装置，特别是涉及用激光熔断法进行器件分离的该半导体装置的制造方法。图5～7是在PCT申请序号JP/96/02758中所讲的具备有现有的散热用金属层的半导体装置的制造方法。在该制造方法中，在已预先形成了半导体器件的GaAs衬底1的表面上，用以光刻胶层2为掩模的刻蚀技术，形成第1隔离沟3(图5(a))，接着，用电镀等方法，在第1隔离沟3内形成第1金属层(图5(b))。其次，向GaAs衬底1的表面上涂石蜡5，并粘接到玻璃板或蓝宝石板等的支持基板6上，从背面进行研磨，直到GaAs衬底1的膜厚变成为约20～30μm为止(图5(c))。其次，用第1图形化工序，在GaAs衬底1的背面上形成光刻胶层14，以使得在第1隔离沟3的背面上具有开口部分(图5(d))，再以光刻胶14为掩模进行刻蚀，直到第1隔离沟内的金属层4的底面露出来为止，在GaAs衬底1的背面上形成第2隔离沟33(图6(e))。其次，在除去了光刻胶层14之后，在GaAs衬底1的背面整个面上形成电镀供电层7(图6(f))，再在第2隔离沟33内，以用第2图形化工序形成的光刻胶层15为掩模，用电镀法形成由与第1金属层相同的金属构成的第2金属层16(图6(g))。其次，用第3图形化工序在第2隔离沟33内，形成比第2隔离沟33宽度更窄的光刻胶层17，以该光刻胶层17为掩模，用电解电镀法，在背面上形成金的PHS层8(图6(h))，再从支持基板6上剥离GaAs衬底1(图7(i))，把扩充薄膜(expand film)10贴到PHS层8上(图7(j))。最后，借助于应用了YAG(钇铝石榴石)激光器等的激光熔断加工，从第1隔离沟3一侧开始，熔断第1隔离沟内的第1和第2金属层，进行器件分离，得到半导体装置(图7(k))。在把用上述第1和第2金属层连接起来的半导体器件，用激光熔断该金属层的办法，隔离成各个半导体器件的半导体装置的制造方法中，由于用2层的金属把各个半导体器件间连接起来，故在制造工序中的连接部分的弯曲或割断等难于发生，此外，与用芯片切割法进行器件分离的方法相比，可以减少附着物向器件表面上附着的发生或器件外观不合格，可以提高半导体器件的制造成品率。用现有的制造方法的话，在用研磨工序使GaAs衬底1薄膜化为约20～30μm后(图5(c))，虽然从第1到第3图形化工序为止要进行3次的图形化工序，但是，在象这样地进行了多次图形化工序的情况下，由于石蜡5将因图形化工序中的烧焙或光刻胶除去时的热滞后等而软化，或者给GaAs衬底1施加热应力，或者在接触曝光时给GaAs衬底1施加机械性的应力，所以，在GaAs衬底1上易于发生裂纹，因为将使得制造成品率的提高有一定的界限，同时制造工序也将变得复杂起来，造价的降低也是困难的。此外，采用把金属层做成为2层的办法，虽然具有可以减轻制造工序中的金属层的弯曲或切断的优点，但是由于膜厚变厚，故有时候熔断部位的外观变坏，外观不合格成了制造成品率提高的障碍。还有，在用电解电镀已形成了第2金属层的情况下，还存在着发生第1金属层和第2金属层之间的剥离的问题。于是，本专利技术的目的是减少图形化工序，改善激光熔断部位的形状且可防止第1和第2金属层间的剥离的半导体装置的制造方法和用该方法所制造的半导体装置。本专利技术人等的认真研究的结果发现第1，采用不用掩模对准的光刻胶的整面曝光工序，可以减少图形化工序；第2，用低熔点的第1金属层和高熔点的第2金属层形成连接半导体装置间的金属层，采用从第1金属层一侧开始，顺次熔断第1金属层和第2金属层的办法，可以得到良好的外观形状；第3，采用防止第2金属层的电镀工序中的电镀供电层的氧化的办法，可以防止第2金属层的剥离，完成本专利技术。即，本专利技术是一种在半导体衬底的表面上形成第1隔离沟和覆盖该第1隔离沟表面的第1金属层，并从背面使该半导体衬底薄膜化之后，在该第1隔离沟的背面上形成已使该第1金属层露出来的第2隔离沟和覆盖该第2隔离沟的表面的第2金属层，从该第1金属层一侧，用激光熔断该第1金属层和该第2金属层的半导体装置的制造方法，其特征是以在除去上述半导体衬底背面的上述第1隔离沟的背面的区域上形成的上述散热用金属层为掩模，刻蚀上述半导体衬底，直到使上述第1金属层露了出来为止，形成上述第2隔离沟，且上述第1金属层和上述第2金属层对上述激光的反射率低于80％。这是因为，如上所述，采用使对激光的反射率低于80％的办法，就可以把因激光的反射所引起的熔断效率的降低，减小到实质上不成问题的程度。上述第2金属层的熔点理想的是比上述第1金属层的熔点高。这是因为，可以每次一层地顺次激光熔断把半导体装置间连接起来的2层金属层，即便是在2层金属层的总的膜厚厚的情况下，激光熔断后的金属层端部也可形成良好的直线形状，可以防止因外观不合格而引起的制造成品率下降的问题。上述的第2金属层，理想的是如下述那样地形成在形成了第2金属层使得把上述第2隔离沟表面和上述散热金属层表面覆盖起来之后，剩下已填埋好该第2隔离沟的光刻胶不动，整个面曝光并除去已涂到上述第2金属层上边的整个面上使得把该第2隔离沟填埋起来的光刻胶，再以上述光刻胶为掩模，除去上述散热金属层表面上边的第2金属层，在上述第2隔离沟的表面上剩下了该第2金属层之后，再除去该光刻胶。通过用上述金属层形成工序，就可以减少用现有的工序伴随的掩模对准的图形化工序个数，就可以防止在上述图形化工序中发生的半导体衬底的残缺和裂纹的发生，从而可以提高制造成品率。此外，由于工序数本身也将减少，故还可以降低造价。此外，理想的是，在形成第2金属层使得把上述第2隔离沟表面和上述散热金属层表面覆盖起来之后，顺次形成Ti薄膜和Au薄膜，以把该第2金属层覆盖起来。通过用上述金属层形成工序，也可以不再需要上述光刻胶的整个面曝光工序，减少制造工序数目，从而可以减少造价。此外，理想的是，在形成了上述第2隔离沟之后，连续形成电镀供电层和Au电镀薄层，使得至少把该第2隔离沟的表面覆盖起来，再用该电镀供电层，在该Au电镀薄层上边用电解电镀法形成上述第2金属层。这是因为在用电解电镀形成第2金属层的情况下，虽然电镀供电层的表面氧化成为问题，但是采用用不活泼的Au薄膜预先把该电镀供电层表面覆盖起来的办法，就可以防止第2金属层的电解电镀工序中的电镀供电层的氧化。因此，将提高第1金属层与第2金属层之间的贴紧性，将提高半导体装置的可靠性。上述Au电镀薄层的膜厚，理想的是500埃～5000埃。这是因为，由于Au电镀层也可以在激光熔断部分上形成，故如果做成为5000埃以上，则用激光的反射进行的熔断将会变得困难的缘故。此外，还因为在500埃以下的话，将变得难于起到电镀供电层的氧化防止膜的作用。上述Au电镀薄层的膜厚，特别理想的是500埃～1000埃。上述第1金属层和上述第2金属层，理想的是由对上述激光熔断中所用的激光的反射率低于8％的金属层形成。这是因为可以提高激光熔断效率，而且，即便不提高激光的功率也可以熔断金属层的缘故。此外，还因为如果使激光的功率变得过高，则一直到已粘贴到PHS层底面上的扩充薄膜都可能被熔断。上述第1金属层和电镀供电层，理想的是由从Ni-P，Ni-B或Ni-B-W中选择出来的本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体装置的制造方法，在半导体衬底的表面上形成第１隔离沟和覆盖该第１隔离沟的第１金属层，从背面使该半导体衬底薄膜化之后，在该第１隔离沟的背面形成使该第１金属层露出的第２隔离沟和覆盖该第２隔离沟表面的第２金属层，从该第１金属层一侧，用激光熔断该第１金属层和该第２金属层，该制造方法的特征是：以在除去上述半导体衬底背面的上述第１隔离沟的背面的区域上形成的上述散热用金属层为掩模，刻蚀上述半导体衬底，直到使上述第１金属层露了出来为止，形成上述第２隔离沟，上述第１金属层和上述第２ 金属层对上述激光的反射率低于８０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1998-3-19 070248/981.半导体装置的制造方法，在半导体衬底的表面上形成第1隔离沟和覆盖该第1隔离沟的第1金属层，从背面使该半导体衬底薄膜化之后，在该第1隔离沟的背面形成使该第1金属层露出的第2隔离沟和覆盖该第2隔离沟表面的第2金属层，从该第1金属层一侧，用激光熔断该第1金属层和该第2金属层，该制造方法的特征是以在除去上述半导体衬底背面的上述第1隔离沟的背面的区域上形成的上述散热用金属层为掩模，刻蚀上述半导体衬底，直到使上述第1金属层露了出来为止，形成上述第2隔离沟，上述第1金属层和上述第2金属层对上述激光的反射率低于80％。2.权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征是上述第2金属层的熔点比上述第1金属层的熔点高。3.权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征是上述的第2金属层，如下述那样地形成在形成覆盖上述第2隔离沟表面和上述散热金属层表面的第2金属层之后，剩下已填埋好该第2隔离沟的光刻胶不动，整个面曝光并除去已涂到上述第2金属层上边的整个面上使得把该第2隔离沟填埋起来的光刻胶，再以上述光刻胶为掩模，除去上述散热金属层表面上边的第2金属层，在上述第2隔离沟的表面上剩下并形成该第2金属层。4.权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征是在形成第2金属层使得把上述第2隔离沟表面和上述散热金属层表面覆盖起来之后，顺次形成Ti薄膜和Au薄膜，以把该第2金属层覆盖起来。5.权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征是在形成了上述第2隔离沟之后，连续形...

【专利技术属性】
技术研发人员：小崎克也，玉置政博，松冈敬，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]