一种激光划片分割SiC薄片的方法与流程

一种激光划片分割sic薄片的方法
技术领域
1.本发明涉及分割sic薄片的方法，尤其涉及一种激光划片分割sic薄片的方法。


背景技术：

2.sic是一种具有出色的物理、化学和电性能特性的第三代新型宽禁带半导体材料，在功率半导体器件领域，特别是大功率、高电压条件下，具有很好的应用前景。sic肖特基势垒二极管(sbd)和sic mosfet都已经成功商业化。
3.传统sic产品的衬底厚度为350um左右，对于最终的产品而言，衬底产生的电阻占了产品总电阻的很大一部分，因此将sic衬底减薄以获取更高的性能是当前的研究趋势。但当sic衬底减薄到100um左右时，应用于厚片的划片方法很难再适用，需要寻找一种新的划片方法使得sic薄片能够快速的分割成单个管芯并且划片过程芯片损失要小。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种实现无划片损耗、无崩边和管芯损失少的激光划片分割sic薄片的方法。
5.技术方案：本发明分割sic薄片的方法，包括步骤：
6.(1)将sic薄片贴到划片膜上，sic薄片背面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧并位于划片框上；
7.(2)在sic薄片正面，沿着每条划片道进行激光隐形切割；在sic薄片内部产生激光爆点；激光爆点在应力作用下连接，在sic薄片内部产生贯通的微裂纹，微裂纹延伸到sic薄片正面形成裂纹；
8.(3)对sic薄片进行裂片，使sic薄片顺着裂纹方向分开，分成单独的管芯。
9.进一步，sic薄片的厚度为80μm～120μm。
10.进一步，所述步骤(2)中，激光的波长为800nm～1200nm，脉冲频率为10khz～30khz，激光扫描速度为200mm/s～800mm/s；对每条划片道分成三次切割：
11.第一次切割深度为sic薄片厚度的3/5～4/5，激光功率为0.3w～0.5w；
12.第二次切割深度为sic薄片厚度的3/10～1/2，激光功率为0.3w～0.5w；
13.第三次切割深度为sic薄片厚度的1/5～3/10，激光功率为0.1w～0.2w。
14.进一步，所述步骤(3)中，对sic薄片进行裂片时，裂片刀的下降深度值为距离sic薄片正面向下20μm～40μm。
15.本发明与现有技术相比，其显著效果如下：1、采用激光隐形切割，对每条划片道分成三次切割，实现sic薄片无划片损耗、无崩边，损失管芯少；2、采用激光扫描切割，速度快、切割次数少，使得划片效率高。
附图说明
16.图1为本发明中的总流程图；
17.图2为本发明中sic薄片内部形成爆点的示意图；
18.图3为本发明中sic薄片正面形成裂纹的图片；
19.图4为本发明中对sic薄片进行裂片的示意图。
具体实施方式
20.下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
21.图1为本发明分割sic薄片的方法总流程图，包括以下步骤：
22.步骤1，将厚度为80μm～120μm的sic薄片贴到划片膜上，薄片背面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧位于划片框上。
23.步骤2，对sic薄片正面沿着每条划片道进行激光隐形切割，在sic薄片内部产生激光爆点，激光爆点在应力作用下连接，在sic内部产生贯通的微裂纹，微裂纹延伸到sic薄片正面形成裂纹。
24.激光的波长为800nm～1200nm，脉冲频率为10khz～30khz，激光扫描速度为200mm/s～800mm/s。激光对每条划片道分成三次切割，第一次切割深度为薄片厚度的3/5～4/5，激光功率为0.3w～0.5w。第二次切割深度为薄片厚度的3/10～1/2，激光功率为0.3w～0.5w。第三次切割深度为薄片厚度的1/5～3/10，激光功率为0.1w～0.2w。
25.步骤3，对sic薄片进行裂片，使得sic薄片顺着裂纹方向分开，分成单独的管芯；裂片时裂片刀的下降深度值为距离sic薄片正面向下20μm～40μm。
26.以分割厚度为100μm的sic薄片为例，实现步骤如下：
27.步骤1，将sic薄片贴到划片膜上，薄片背面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧位于划片框上。
28.步骤2，对sic薄片正面沿着每条划片道进行激光隐形切割，在sic薄片内部产生激光爆点，如图2所示。激光爆点在应力作用下连接，在sic内部产生贯通的微裂纹，微裂纹延伸到sic薄片正面形成裂纹，如图3所示。使用激光的波长为1064nm，脉冲频率为20khz，激光扫描速度为600mm/s。
29.激光分成三次切割：第一次切割深度为薄片厚度的3/5，激光功率为0.45w；第二次切割深度为薄片厚度的3/10，激光功率为0.45w；第三次切割深度为薄片厚度的1/5，激光功率为0.15w。
30.步骤3，对sic薄片进行裂片，使得sic薄片顺着裂纹方向分开，如图4所示。裂片刀的下降深度值为距离sic薄片正面向下25μm。


技术特征：
1.一种激光划片分割sic薄片的方法，其特征在于，包括步骤：(1)将sic薄片贴到划片膜上，sic薄片背面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧并位于划片框上；(2)在sic薄片正面，沿着每条划片道进行激光隐形切割；在sic薄片内部产生激光爆点；激光爆点在应力作用下连接，在sic薄片内部产生贯通的微裂纹，微裂纹延伸到sic薄片正面形成裂纹；(3)对sic薄片进行裂片，使sic薄片顺着裂纹方向分开，分成单独的管芯。2.根据权利要求1所述的激光划片分割sic薄片的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，sic薄片的厚度为80μm～120μm。3.根据权利要求1所述的激光划片分割sic薄片的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，激光的波长为800nm～1200nm，脉冲频率为10khz～30khz，激光扫描速度为200mm/s～800mm/s；对每条划片道分成三次切割：第一次切割深度为sic薄片厚度的3/5～4/5，激光功率为0.3w～0.5w；第二次切割深度为sic薄片厚度的3/10～1/2，激光功率为0.3w～0.5w；第三次切割深度为sic薄片厚度的1/5～3/10，激光功率为0.1w～0.2w。4.根据权利要求1所述的激光划片分割sic薄片的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，对sic薄片进行裂片时，裂片刀的下降深度值为距离sic薄片正面向下20μm～40μm。

技术总结
本发明公开了一种激光划片分割SiC薄片的方法，包括步骤：(1)将SiC薄片贴到划片膜上，薄片背面与划片膜紧密接触,划片膜绷紧并位于划片框上；(2)在SiC薄片正面，沿着每条划片道进行激光隐形切割；在SiC薄片内部产生激光爆点，激光爆点在应力作用下连接，在SiC内部产生贯通的微裂纹，微裂纹延伸到SiC薄片正面形成裂纹；(3)对SiC薄片进行裂片，使得SiC薄片顺着裂纹方向分开，分成单独的管芯。本发明利用激光划片能实现SiC薄片的快速划片，并且划片效果良好，崩边率低，损伤管芯少。损伤管芯少。损伤管芯少。


技术研发人员：钱志成 张宏伟 费晨曦 张阳
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十五研究所
技术研发日：2021.06.28
技术公布日：2021/10/28