本发明涉及半导体元件的制造，尤其涉及大功率半导体元件的制造工艺，这种工艺利用机械从一块晶片上至少切下一个面积较小的半导体元件衬底。 无论是用于集成电路还是用于大功率半导体，制造半导体元件的原材料都是晶片。这种晶片是一种很薄的单晶体薄片，一般比如说可以通过切割从熔液中拉出的单晶体来获得。生产实践中的晶片材料主要是硅。
晶片经过一系列适当的热加工工艺，产生出结的结构，这种结可赋予所要制造的元件以所需要的电性能。
以前在制造集成电路时主要使用的一个重要的生产步骤是晶片的切割，在同一晶片上切出许多结构相同的衬底，然后装入相应的元件中，这一过程是在预先划定的线上通过化学的和/或机械的方法实现的。
使用这种所谓的切割技术可以实现材料和时间的最佳利用。
直到现在，制造大功率半导体元件并未使用这种切割技术，因为以前所提供的晶片面积并不比所要制造的元件面积大多少。出于此种原因，购进的晶片规格一般相当于制成的元件规格。在制造过程结束时需对切片的边沿进行处理，处理后即为元件的最终尺寸。
最近商业中出售的晶片规格可以使用切割技术。
以前介绍过的切割晶片方法是多种多样的。
最通用的一种方法是，使用适当的工具（比如用金刚石针）将晶片按元件的规格刻划成栅格形状，然后施加机械应力，使之沿刻划的线痕一一裂开。
这种方法的缺点是，由于所加机械应力的作用方式，晶片仅限于直线断裂。
在US-PS3，694，972号美国专利中介绍了一种喷沙法，使用这种方法，从晶片上原则上可以切下事先规定的任意形状。这项发明的核心是一个具有特定形状的掩模，掩模覆盖住整个晶片，掩模上有合适的线路模型，其形状可以使晶片在经掩模喷入的沙流作用下被切割成所要的小块。
众所周知，由于喷沙设备需要经常维护，又由于尤其在制造大功率半导体元件时所用的晶片厚度规格一般为1000微米，而切割这种厚度的晶片所用的时间几乎达到了可以容忍的极限，因而在制造大功率半导体元件方面必须寻找新的解决方法。
另一方面是半导体元件边沿晶体结构的质量，这个方面在集成电路的生产中意义不大，而在制造大功率半导体元件时却必须加以足够的注意。本发明所找到的方法则对这个方面给予了相应的考虑。
由此可知，本发明的任务是，创造一种从晶片上以机械方式切割半导体元件衬底的方法，这种方法既要使用器械少，又要对元件衬底边沿的晶体结构保护作用，时间消耗上也要经济合算。
按照前面所述方法解决这一任务的方式是，元件衬底呈圆形，用空心钻从晶片上切割下来。
使用符合本发明的方法可以从尤其是较厚的晶片（规格为1000微米）上简单、快速并在保护晶体结构的情况下切下衬底。
本发明优选出的结构实例之一是使用一只空心钻，钻头的内侧呈现斜面，这样在钻切元件的同时，可将反向电压较高的元件边沿切成必要的斜面。
下面将借助附图利用结构实例详细说明本发明。这些图是：
图1.将要从上面切下各种不同规格的元件衬底的晶片主面。
图2.边沿需要切掉的元件衬底的主面。
图3.空心钻在从晶片上切下元件衬底时的剖面图。
图4.钻头内侧为斜面的空心钻在从晶片上切下元件衬底时的剖面图。
第一结构实例（图1）是本发明的方法在制造大功率半导体时使用切割技术的选优结构。
所用原材料最好是经扩散制成地圆形晶片1，其直径通常为若干厘米，厚度一般为1000微米。如图1所示，将从晶片1上切下圆形的元件衬底2，元件衬底需分别具有所制元件的结的结构。
这里最好按下述步骤实施（图3）：
第一步，先将晶片1固定在一个平坦的垫板5上，第二步，用一空心钻4从晶片1上切下所需要的原件衬底2。
在实际生产中，晶片1比如可用快干胶6粘合在作为垫板的玻璃板上。利用这种专用装置钻切时，实践证明，所用的空心钻4的钻头带金属粘合的金刚石层，粒度为25微米，密度为100（4.4克拉/立方厘米）最为适宜。此外，按照上述的钻头参数，空心钻4按箭头所示的进给方向速度为1-2毫米/分钟较为适宜，因为钻头7的切线速度为7米/秒。
在打钻过程中，钻头7用冷却剂10从外面和里面同时进行冷却。里面的冷却剂输入可以经过冷却剂输入通道9进行。
在上述布置中，空心钻4所用的冷却剂10是掺有防锈添加剂的水，这样可以防止钻头9的金属粘结的金刚石生锈。
不言而喻，切线速度和钻的进给速度必须按钻头7的涂层进行调整，而使用何种涂层又取决于晶片1的材料和平面垫板5的材料。故上述参数值仅具有举例的性质。
第二个结构实例可以解决一个元件边沿的切除问题。
晶片的晶界面自然会对相邻晶区的晶体对称性产生干扰，晶片的界面始终以不可控制的方式对在热加工过程中产生的晶结形状产生影响。由于这个原因，大功率半导体元件的边沿则成为特别易受干扰的区域，因而在后续加工中需予以切除。对于这样一些元件可以使用符合本发明的方法。
图2是一个经扩散制成的晶片1的主面，从它上面需要切除元件边沿3，以获得单个的元件衬底2。如在第一个结构实例（图3）中那样，先将晶片1用粘合剂6粘在一块玻璃板上，然后用空心钻4钻切。空心钻和钻头的参数以及钻的进给和切削速度可以和第一个结构实例中的完全一样。
元件边沿3的切除用频率可控硅管经过详细检验。检验结果表明，高效能的元件产量可比使用通常的技术提高15%。
在本发明方法的一个特别优选的结构（图4）中，钻头7的内侧面8呈斜面形。这种结构形状的优点是，在切下元件衬底2时亦可同时切好反向电压较高的元件所必需的元件边沿斜面，这就意味着大大减少了工耗。
图4表明了在使用第二个结构实例时钻头8内侧斜面的工作方式。显而易见，本方法特别优选的这种结构形式既可用于切除大功率半导体元件极易造成缺陷的边沿，也可用于先前叙述过的切割技术。
总之，本发明提供一种制造半导体元件的方法，使用这种方法，从面积较大的晶片上切下面积较小的元件衬底既简便，耗时也少，又可保证边沿区具有高质量。
图中编号说明
1.晶片
2.元件衬底
3.元件边缘
4.空心钻
5.垫板
6.胶粘剂
7.钻头
8.钻头内侧面
9.冷却剂输入通道
10.冷却剂