[发明专利]一种键合鳍状硅板的GaN晶圆加工工艺

说明书

本发明公开一种键合鳍状硅板的GaN晶圆加工工艺，包括以下步骤：S1、预先在硅板一侧表面制作散热鳍片；S2、完成硅衬底GaN晶圆的正面元件制程；S3、将硅衬底GaN晶圆正面暂时性键合玻璃载板；S4、翻转硅衬底GaN晶圆，通过研磨、蚀刻的方式对晶圆背面的硅衬底进行减薄；S5、在硅衬底表面沉积SiO₂层，利用SiO₂层使硅板与硅衬底永久键合；S6、在硅板表面涂布聚酰亚胺，填充散热鳍片的间隙，利用激光或钻石刀轮切割断开切割道；S7、将晶圆背面贴附于切割模框上，解键合移除玻璃载板，完成硅衬底GaN晶圆的加工。本发明预先在硅板开设散热鳍片，在加工硅衬底GaN晶圆时将带散热鳍片的硅板与硅衬底键合，从而可以用风冷或水冷的方式从元件背面进行高效率的散热。

技术领域

本发明涉及半导体加工领域，具体的是一种键合鳍状硅板的GaN晶圆加工工艺。

背景技术

半导体技术按照摩尔定理的发展，集成电路的密度越来越高，尺寸越来越小。所有集成电路在工作时都会发热，随着元件温度的提高，半导体元器件性能将会下降，甚至造成芯片损害。在一般电气电路中，电路的功耗较小，在正常的散热条件下，不用考虑芯片的散热问题。但是高压高电流或是高速电路中，芯片的功耗较大，需考虑散热因素，以保证芯片温度不超过允许工作温度。

现有的晶圆封装散热结构中晶圆散热通常是依赖外部的散热模块，以达到晶圆的热量通过散热模块散热的目的，散热模块即作为晶圆的载体又作为电极和电极引脚连接，造成散热结构较复杂，散热效率不佳，封装和维修麻烦的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种键合鳍状硅板的GaN晶圆加工工艺，预先在硅板开设散热鳍片，在加工硅衬底GaN晶圆时将带散热鳍片的硅板与硅衬底键合，从而可以用风冷或水冷的方式从元件背面进行高效率的散热。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种键合鳍状硅板的GaN晶圆加工工艺，包括以下步骤：

S1、预先在硅板一侧表面制作散热鳍片

S2、完成硅衬底GaN晶圆的正面元件制程；

S3、将硅衬底GaN晶圆正面暂时性键合玻璃载板；

S4、翻转硅衬底GaN晶圆，通过研磨、蚀刻的方式对晶圆背面的硅衬底进行减薄；

S5、在硅衬底表面沉积SiO₂层，然后将硅板未开设散热鳍片一侧表面与SiO₂层贴合，利用SiO₂层使硅板与硅衬底永久键合；

S6、在硅板表面涂布聚酰亚胺，填充散热鳍片的间隙，利用激光或钻石刀轮从晶圆背面切割断开切割道，但晶粒仍附着在玻璃载板表面；

S7、将晶圆背面贴附于切割模框上，利用激光将正面键合的玻璃载板解键合，将玻璃载板移除后清洗除去黏着层；

S8、将晶圆正面贴附于第二切割模框上，然后将第一切割模框、晶圆及第二切割模框整体翻转，通过紫外光移除第一切割模框黏性，取下第一切割模框，通过氧气电浆除去散热鳍片间隙内的聚酰亚胺；

S9、将晶圆背面再次贴附于第三切割模框上，然后将第二切割模框、晶圆及第三切割模框整体翻转，通过紫外光移除第二切割模框黏性，取下第二切割模框即可。

进一步优选地，步骤S3中减薄后硅衬底的厚度为50-200μm。

进一步优选地，步骤S4中散热鳍片的厚度为5-10μm，散热鳍片的间距为2-5μm。

进一步优选地，步骤S5中涂布聚酰亚胺后通过显影、固化、蚀刻后裸露出切割道。

本发明的有益效果：