CN87106903A - 在半导体圆片的边缘制造斜面的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于让半导体圆片(1)的边缘成型为斜边的方法，这边缘由一个倾斜安放的砂轮圆盘磨削而成。处在由压紧机构(3，6)组成的压紧装置中的半导体圆片(1)的对中可借助于一与之成合金接触的钼质圆片(2)完成，钼质圆片紧贴着仿形圆盘(9)转动。
采用具有适当颗粒度和粘结剂的金刚石砂轮圆盘是特别有利的。

Description

在半导体圆片的边缘制造斜面的方法
本发明涉及大功率半导体器件的技术领域。它专门讨论一种在半导体园片、特别是用于中、高压二极管的半导体园片的边缘制造斜面的方法。
人们早已知道，对高阻挡层的功率半导体器件，特别是对中、高压合金结二极管，通过使其基础构件的半导体园片具有适当倾斜的边缘（即所谓的“正斜角”），以降低表面的电场强度并近似地达到由体特性所决定的耐压特性。
目前的技术可使这样的斜边形状由各种方式形成。例如，在DE-PS    1589    421中建议的用一种超声工具，例如一种超声钻床，在半导体园片上形成斜边。
另一种在US-PS    3，262，234中介绍的方法是使用喷砂法成形。
最后如在DE-AS    15    39    101中顺便提及的，可用一种喷砂过程或磨削过程来使半导体器件的边缘变成斜边，但是该文没有详细地给出实际可用的方法。
在半导体加工方法中，上述的超声钻床方法是比较陈旧的一种并由喷砂方法所取代，因为这种方法经常引起半导体园片的晶格的破坏以及边缘的破裂。
但在成批生产中使用喷砂方法具有下述缺点：
1、喷砂过程中的容差是难以重复的。
2、喷砂设备，特别是喷嘴极易磨损，而维修又特别费钱。
3、加工时间与园片厚度成正比，因而生产线的生产能力强烈地依赖于半导体园片的厚度。
尽管有上述这些缺点，喷砂加工法迄今仍在广泛使用，这是因为尚无较好的，经过实际考验的成形方法。
本发明的目的是提供一种产生斜边形状的方法，它简单易行，提供可重复的结果，并且只要求比较低的技术条件。
本发明的目的可由下述方式实现，即把半导体园片紧压在垫片上，园片可转动，其边缘用一旋转砂轮的正面磨制，砂轮的转轴与压紧的半导体园片的转轴相交成一适当的角度。
本发明的核心在于用砂轮来磨削半导体园片，斜边纯粹由机械加工的方法形成，这样就保持了磨削设备的完全确定的几何形状。
在一个较佳实施例中，园片压紧之前先与一个钼片合金化地连在一起，然后再让这半导体园片和钼片组合一起压紧后去研磨。这样在研磨时半导体园片所受的机械负载可显著地降低。
在又一个较佳实施例中，选用金钢石砂轮，其规格为：金钢石颗粒的平均直径为25微米，密度约为3.3克拉/厘米3，包埋在金属黏结剂中。采用这样的砂轮可达到非常均匀和精确的斜边形状，同时又具有足够的寿命。
本发明藉助于附图并结合实施例在下面进一步阐明。
本文唯一的附图示出了一种磨削设备的几何布局，这样的布局可实现根据本发明的一个较佳实施例所确定的加工方法。
附图简要地示出了一种磨削设备，由此可将半导体园片的边缘磨成斜边。
为此最好先把半导体园片1合金化地联在钼质园片2上，同时该钼片以后可用作成品器件的合金接触。
这个由半导体园片1和钼质园片2组成的片状结构然后在两个压紧机构3和6间以相应的卡盘瓜4和5压紧。压紧机构3和6是可旋转的，因此被压紧的半导体园片在磨削过程中也可旋转。
由压紧机构3和6组成的压紧装置有一转轴，砂轮7则安装在砂轮轴8上，两轴相交成一定角度适当安置，以便能用砂轮的正面在半导体园片1上磨出所需要的斜边。因此斜边的角度即由压紧装置的转轴和砂轮的转轴8之间的夹角决定。
为了让半导体园片整个片子的周围均能获得同样的边缘形状，使用一个带有固定转轴的压紧装置是必要的。在压紧时把半导体园片需要仔细对中，但如采用一个垂直于转轴可动（如图中以双箭头表示的方向）的压紧装置，就可以避开这一费时而仍难免有误差的对中过程。
这样让压紧的钼质园片2的边缘与一可旋转的仿形园盘9接触，仿形园盘的转轴10是固定的。
在磨削过程中，当钼质园片2沿仿形园盘9滚动时，既便是半导体园片在压紧装置中对中不良，钼质园片2以及半导体园片仍一起与砂轮7相切而轴向转动。压紧时不准确的对中将表现为压紧机构3和6在双箭头方向的振荡式运动。
在磨削过程中砂轮7将以进刀量V向半导体园片1运动（沿图中单箭头方向）。对于下面将更详细地描述的金钢石砂轮而言，进刀量V最好选取4毫米/每分钟，以便缩短加工时间而同时又能得到良好的表面结构。
对于截止电压在300伏到6000伏之间的硅二极管，其硅片厚度在200微米到1000微米之间，成批生产时最好选用下列规格的金钢石砂轮：
1、砂轮直径大约为150毫米左右。
2、砂轮含有平均直径为25微米的金钢石颗粒。
3、金钢石颗粒的密度约为3.3克拉/厘米3（C75）。
4、金钢石颗粒在砂轮中包埋在金属黏结剂中。
使用这种砂轮工作时最好以每秒22米的切削速度磨削，如果在磨削时让半导体园片1逆着砂轮7以每分钟30转的速度旋转，已经证明效果会更好。
作为冷却液体最好选用简单的水，为了保护磨削设备可添加一些防锈剂。
总之，本发明提供了一种加工方法，它可以做到：
1、确保斜边（“正斜角”）的严格可重复的形状与公差。
2、设备的生产能力与半导体片的厚度无关。
3、设备的故障率较小，维修费用较低。
图注：
1.半导体园片
2.钼质园片
3.6压紧机构
4.5.卡盘爪
7.砂轮
8.砂轮轴
9.仿形园盘
10.仿形园盘轴
11.园片边缘
V进刀方向

Claims (10)

1、一使半导体器件，特别是中、高压二极管的园片(1)的边缘成形为斜边(11)的方法，其特征在于：半导体园片(1)紧压后仍可在园片平面上旋转，园片边缘(11)由一旋转砂轮(7)正面磨削半导体园片(1)而成，砂轮的转轴(8)与压紧的半导体园片(1)的转轴之间相交成一适当的角度。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于：半导体园片（1）在压紧之前合金化地固定在一钼质园片（2）上，然后将由半导体园片（1）和钼质园片（2）的合成体整体压紧。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于：砂轮盘（7）在磨削时以平行于园片平面向着半导体园片（1）的方向进刀，进刀量（V）最好选取为约每分钟4毫米。
4、根据权利要求2的方法，其特征在于：为了对中由半导体园片（1）和钼质园片（2）构成的装置，使用一个磨削时可垂直于转轴而运动的压紧装置，在磨削时钼质园片（2）以它的边缘与一旋转仿形园盘（9）接触而旋转，仿形园盘的转轴（10）是固定的。
5、根据权利要求1的方法，其特征在于：砂轮园盘（7）选用金钢石砂轮。
6、根据权利要求5的方法，其特征在于：砂轮（7）含有平均直径为25微米的金钢石颗粒，金钢石的密度约为3.3克拉/厘米3，在砂轮中金钢石颗粒包埋在金属黏结剂中。
7、根据权利要求5的方法，其特征在于：砂轮（7）的直径约为150毫米。
8、根据权利要求6的方法，其特征在于：磨削时的切削速度约为22米/秒。
9、根据权利要求1的方法，其特征在于：在磨削过程中半导体园片（1）逆着砂轮（7）旋转，其旋转速度约为每分钟30转。
10、根据权利要求5的方法，其特征在于：在磨削过程中采用水作为冷却液体。
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