半导体芯片、经加工晶圆以及制造半导体芯片的方法技术

半导体芯片的制造方法，包括：制备GaN晶圆；通过在GaN晶圆的表面上形成外延膜来制造经加工晶圆以具有与经加工晶圆的第一表面相邻的多个芯片形成区域；在每个芯片形成区域中形成半导体元件的第一表面侧元件部件；通过从经加工晶圆的第二表面利用激光束照射经加工晶圆的内部，沿经加工晶圆的平面方向形成晶圆变换层；在晶圆变换层处将经加工晶圆分成芯片形成晶圆和回收晶圆；从芯片形成晶圆取出半导体芯片；以及在制备GaN晶圆后且在划分经加工晶圆前，通过利用激光束照射在氮化镓晶圆或经加工晶圆之一的内部形成标记，该标记由镓的沉积形成。积形成。积形成。

【技术实现步骤摘要】
半导体芯片、经加工晶圆以及制造半导体芯片的方法


[0001]本公开涉及一种由氮化镓(后文中也称为GaN)制成的半导体芯片、经加工晶圆、以及用于制造所述半导体芯片的方法。

技术介绍

[0002]使用GaN晶圆制造半导体芯片是已知的。例如，JP 2015
‑
119087 A描述了在GaN晶圆上形成识别标记。具体而言，通过利用激光束执行在GaN晶圆的表面上形成凹部的工序以及对GaN晶圆的表面进行抛光以保留凹部的工序来形成标记。

技术实现思路

[0003]事实上，GaN晶圆非常脆弱。因此，当在GaN晶圆上形成凹部时，存在着在GaN晶圆中产生从该凹部作为裂纹起点的裂纹的问题。
[0004]本公开的一个目的在于提供一种半导体芯片、经加工晶圆、和制造半导体芯片的方法，它们能够在形成识别标记的同时抑制破裂。
[0005]根据本公开的一个方面，本公开的方法涉及一种用于制造形成有半导体元件的半导体芯片的方法。该方法包括：制备由氮化镓制成的氮化镓晶圆；通过在氮化镓晶圆的表面上形成外延膜来制造经加工晶圆，其中经加工晶圆具有在外延膜侧上的第一表面和在氮化镓晶圆侧上的第二表面，并且经加工晶圆包括毗邻经加工晶圆的第一表面的多个芯片形成区域；在多个芯片形成区域的每一个中形成半导体元件的第一表面侧元件部件(element component)；通过从经加工晶圆的第二表面侧利用激光束照射经加工晶圆的内部，沿着经加工晶圆的平面方向形成其中氮化物与镓分离的晶圆变换层；以所述晶圆变换层作为边界将所述经加工晶圆划分为包括经加工晶圆的第一表面的晶片形成晶圆和包括经加工晶圆的第二表面的回收晶圆；从芯片形成晶圆取出半导体芯片；以及，在氮化镓晶圆的制备之后且在经加工晶圆的划分之前，通过利用激光束照射氮化镓晶圆和经加工晶圆中的一个的内部，在氮化镓晶圆和经加工晶圆中的所述一个的内部形成标记，所述标记通过镓的沉积形成。
[0006]在这样的方法中，所述标记由沉积在所述经加工晶圆内部的镓提供，并且在经加工晶圆上不形成作为标记的凹部。因此，抑制经加工晶圆从标记开始破裂是可能的。
[0007]根据本公开的一个方面，一种经加工晶圆包括形成有半导体元件的半导体芯片。所述经加工晶圆包括氮化镓晶圆、布置在氮化镓晶圆的表面上的外延膜、以及布置在氮化镓晶圆和外延膜中的至少一个的内部的标记，所述标记通过镓沉积提供。
[0008]在这样的结构中，所述标记由沉积在所述经加工晶圆的内部的镓提供，并且在经加工晶圆上不形成作为标记的凹部。因此，抑制所述经加工晶圆从标记开始破裂是可能的。
[0009]根据本公开的一个方面，一种半导体芯片包括：由氮化镓制成的芯片构成基板，其具有第一表面和与第一表面相反的第二表面，并且包括半导体元件；以及布置在所述芯片构成基板的内部的标记，所述标记是镓沉积物。
[0010]在这样的结构中，所述标记由沉积在所述经加工晶圆内部的镓提供，并且在经加工晶圆上不形成凹部。因此，抑制所述半导体芯片从标记开始破裂是可能的。
附图说明
[0011]本公开的目的、特征和优点将从以下参照附图进行的详细描述变得更加明显，在附图中相同的部件由相同的附图标记表示并且其中：
[0012]图1A是图示根据本公开的第一实施例的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0013]图1B是图示在图1A之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0014]图1C是图示在图1B之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0015]图1D是图示在图1C之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0016]图1E是图示在图1D之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0017]图1F是图示在图1E之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0018]图1G是图示在图1F之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0019]图1H是图示在图1G之后的半导体器件的制造工序的剖视图；
[0020]图1I是图示在图1H之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0021]图1J是图示在图1I之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0022]图1K是图示在图1J之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0023]图1L是图示在图1K之后的半导体芯片的制造工序的剖视图；
[0024]图2A是形成晶圆变换层(wafer transformation layer)而不形成芯片变换层(chip transformation layer)的情况下的结构示意图；和
[0025]图2B是在形成芯片变换层之后形成晶圆变换层的情况下的结构示意图。
具体实施方式
[0026]在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。在下文描述的实施例中，相同或等同的部分由相同的附图标记表示。
[0027](第一实施例)
[0028]将参照附图描述第一实施例。在下文中，将描述用于制造半导体芯片100的方法，其中半导体元件形成在包括GaN的芯片构成基板110上。
[0029]首先，如图1A所示，制备大块晶圆形状(bulk wafer shape)的GaN晶圆1。GaN晶圆1具有第一表面1a和第二表面1b。例如，作为GaN晶圆1，使用掺杂有硅、氧、锗等并且具有5
×
10
17
cm
‑3至5
×
10
19
cm
‑3的杂质浓度的晶圆。GaN晶圆1的厚度可以是任意的。例如，制备厚度约为400μm的晶圆作为GaN晶圆1。在本实施例的GaN晶圆1中，第一表面1a为Ga面，第二表面1b为N面。进一步地，在执行下文描述的半导体芯片100的制造工序之后，通过回收图1L的回收晶圆40来制备GaN晶圆1，这将稍后描述。
[0030]GaN晶圆1的第二表面1b在需要时进行研磨或抛光，使得第二表面1b具有10nm或更小的表面粗糙度。结果，当激光束L被施加到GaN晶圆1的第二表面1b侧时，如后所述，激光束L不太可能在GaN晶圆1的第二表面1b上发生漫反射。
[0031]接下来，如图1B所示，激光束L被施加到GaN晶圆1的第二表面1b以便在GaN晶圆1的内部形成晶圆标记WM，例如用于识别晶片1的批号(lot number)。具体地，制备具有激光光
源、分色镜、聚光透镜、可移动载物台等的激光装置。激光光源使激光束L振荡。分色镜被布置成改变激光束L的光轴(即光路)的方向。聚光透镜(即聚光系统)被布置成会聚激光束L。在形成晶圆标记WM时，将GaN晶圆1放置在载物台上，并调整载物台等的位置，使得激光束L的会聚点被设定到GaN晶圆1内的预定位置。
[0032]在GaN晶圆1中，镓原子和氮原子通过热能而分离。在镓沉积的同时，氮蒸发为气体。结果，通过镓的沉积形成晶圆标记WM。在本实施例中，调整形成晶圆标记WM的位置，使得在将后述的经加工晶圆10划分成芯片形成晶圆30和回收晶圆40之后，晶圆标记WM留在回收晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造形成有半导体元件的半导体芯片的方法，所述方法包括：制备由氮化镓制成的氮化镓晶圆；通过在所述氮化镓晶圆的表面上形成外延膜来制造经加工晶圆，所述经加工晶圆具有位于所述外延膜一侧上的第一表面和位于所述氮化镓晶圆一侧上的第二表面，所述经加工晶圆包括与所述经加工晶圆的所述第一表面毗邻的多个芯片形成区域；在所述多个芯片形成区域的每一个中形成所述半导体元件的第一表面侧元件部件；通过从所述经加工晶圆的所述第二表面侧利用激光束照射所述经加工晶圆的内部，沿着所述经加工晶圆的平面方向形成其中氮化物与镓分离的晶圆变换层；以所述晶圆变换层作为边界将所述经加工晶圆划分为包括所述经加工晶圆的第一表面的芯片形成晶圆和包括所述经加工晶圆的第二表面的回收晶圆；从所述芯片形成晶圆取出所述半导体芯片；和在所述氮化镓晶圆的制备之后且在所述经加工晶圆的划分之前，通过利用激光束照射所述氮化镓晶圆和所述经加工晶圆中的一个的内部形成所述氮化镓晶圆和所述经加工晶圆中的所述一个的内部的标记，所述标记由镓的沉积形成。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述标记包括在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：长屋正武，河口大祐，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社未来瞻科技株式会社浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：