專利名稱：一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的切割方法，特別是涉及一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保、安全等顯著優(yōu)點(diǎn)，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，正帶動(dòng)傳統(tǒng)照明、顯示等行業(yè)的升級(jí)換代，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。正因如此，半導(dǎo)體照明被普遍看作是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來幾年光電子領(lǐng)域最重要的制 高點(diǎn)之一。發(fā)光二極管是由III-IV族化合物，如GaAs (砷化鎵)、GaP (磷化鎵)、GaAsP (磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光。近年來，制造高集成、高性能的半導(dǎo)體產(chǎn)品的半導(dǎo)體工業(yè)相繼發(fā)展半導(dǎo)體薄片加工技術(shù)。為了提高生產(chǎn)效率，各處的半導(dǎo)體產(chǎn)品使用半導(dǎo)體薄片加工技術(shù)把幾個(gè)到幾千萬個(gè)半導(dǎo)體儀器集成到一塊稱為“晶片”的高純度襯底上。一塊幾英寸晶片上要制造的芯片數(shù)目達(dá)幾千片，在封裝前要把它們分割成單個(gè)電路單元。激光正面切割是一種常用的芯片切割手段，但是對(duì)于發(fā)光器件的切割，現(xiàn)有的激光正面切割存在以下兩個(gè)問題1)從發(fā)光器件正面進(jìn)行激光深切割11，此切割方法有利于后面的裂片工藝，保證裂片的良率，但是，深切割后如果有后續(xù)的制程，容易導(dǎo)致晶片的破裂而造成不必要的損失；2)深切割的切割孔會(huì)吸收發(fā)光元件的光線，降低了發(fā)光元件的發(fā)光效率，如圖I所示；3)若對(duì)芯片進(jìn)行淺切割22，可以降低晶片破裂的幾率及降低切割孔吸收光線的比例，但是，淺切割在裂片過程可能導(dǎo)致晶片難以破裂而造成良率的降低，如圖2所示。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中深切割容易造成晶片破裂以及導(dǎo)致發(fā)光效率降低、淺切割容易造成后續(xù)裂片時(shí)晶片難以破裂的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，所述切割方法至少包括以下步驟I)提供一半導(dǎo)體襯底，于所述半導(dǎo)體襯底表面制作包括多個(gè)發(fā)光外延單元的發(fā)光原件；2)依據(jù)各該發(fā)光外延單元定義出多個(gè)切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個(gè)阻擋層；
3)依據(jù)各該切割道從正面對(duì)所述發(fā)光原件發(fā)射多個(gè)激光脈沖，以于阻擋層及其下方的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)深切割孔，然后去除各該阻擋層；4)于各該發(fā)光外延單元制作電極，完成發(fā)光單元的制備；5)依據(jù)各該發(fā)光單元對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片，以獲得相互分離的多個(gè)發(fā)光單
J Li ο在本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法中，步驟3)所述的多個(gè)激光脈沖的功率及焦距相等。進(jìn)一步地，所述發(fā)光外延單元的任一側(cè)面范圍內(nèi)形成有多個(gè)深切割孔及多個(gè)淺切割孔。在本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法中，所述半導(dǎo)體襯底為藍(lán)寶石 襯底、圖形藍(lán)寶石襯底、Si襯底、SiC襯底、GaP襯底、GaAsP襯底或GaAs襯底。在本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法中，所述發(fā)光單元為發(fā)光二極
管或激光二極管。在本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法步驟5)中，采用刀片劈裂方式對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片。如上所述，本發(fā)明提供一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，先于半導(dǎo)體襯底表面制作包括多個(gè)發(fā)光外延單元的發(fā)光原件；然后依據(jù)各該發(fā)光外延單元定義出多個(gè)切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個(gè)阻擋層，然后依據(jù)各該切割道從正面對(duì)所述發(fā)光原件發(fā)射多個(gè)激光脈沖，以于阻擋層下方的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)深切割孔，然后去除各該阻擋層；接著于各該發(fā)光外延單元制作電極，完成發(fā)光單元的制備；最后依據(jù)各該發(fā)光單元對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片，以獲得相互分離的多個(gè)發(fā)光單元。本發(fā)明具有以下有益效果切割道同時(shí)具有深切割孔及淺切割孔，既保證了早后續(xù)的制程中晶片不容易破裂，又保證了在裂片過程中晶片的破裂效率，提高了晶片的破裂效率；而且由于有部分淺切割孔，可以降低切割孔對(duì)光線的吸收，提高發(fā)光效率。


圖I顯示為現(xiàn)有技術(shù)中具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法中的深切割示意圖。圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法中的淺切割示意圖。圖:T圖4顯示為本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法步驟I)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5顯示為本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法步驟2)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。8顯示為本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法步驟3)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9顯示為本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法步驟4)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10顯示為本發(fā)明的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法步驟5)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。元件標(biāo)號(hào)說明101 半導(dǎo)體襯底102 發(fā)光原件103 背鍍層104 阻擋層
105 發(fā)光外延單元106 深切割孔107 淺切割孔
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱3 圖10。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。本實(shí)施例提供一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，所述切割方法至少包括以下步驟如圖:T圖4所示，首先進(jìn)行步驟I )，提供一半導(dǎo)體襯底101，于所述半導(dǎo)體襯底101表面制作包括多個(gè)發(fā)光外延單兀105的發(fā)光原件102。所述半導(dǎo)體襯底101為藍(lán)寶石襯底、圖形藍(lán)寶石襯底、Si襯底、SiC襯底、GaP襯底、GaAsP襯底或GaAs襯底。所述發(fā)光外延單兀105為發(fā)光二極管外延或激光二極管外延。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底101為藍(lán)寶石襯底，所述發(fā)光原件102為發(fā)光二極管。當(dāng)然，在其他的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底101及發(fā)光原件102可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，并不限定于此處所列舉的幾種類型。具體地，所述發(fā)光二極管外延的制備包括步驟提供一藍(lán)寶石襯底，于所述藍(lán)寶石襯底表面依次形成N-GaN層、量子阱層、P-GaN層及透明導(dǎo)電層。如圖5所示，然后進(jìn)行步驟2)，依據(jù)各該發(fā)光外延單元105定義出多個(gè)切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個(gè)阻擋層104。所述阻擋層104的作用是既能保證激光通過后能在所述半導(dǎo)體襯底101中形成一定強(qiáng)度的脈沖，又能保證激光到達(dá)半導(dǎo)體襯底101的強(qiáng)度比在空氣或真空的環(huán)境下低，以在后續(xù)的激光正面切割時(shí)形成深淺不同的切割孔。在本實(shí)施例中，所述阻擋層104可以為但不限定為有機(jī)物、金屬、金屬氧化物等的任一種或一種以上的疊層。當(dāng)激光脈沖到達(dá)所述半導(dǎo)體襯底101的強(qiáng)度與其材料組成及厚度等相關(guān)，可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)到不同的工藝要求。在本實(shí)施例中，所述阻擋層104延切割道方向的寬度與相鄰的兩個(gè)阻擋層104的間隔相等，當(dāng)然，也可以根據(jù)所述發(fā)光原件102的易裂程度進(jìn)行確定所述阻擋層104的寬度及其間隔。如圖6 圖8所示，接著進(jìn)行步驟3)，依據(jù)各該切割道從正面對(duì)所述發(fā)光原件102發(fā)射多個(gè)激光脈沖，以于阻擋層104及其下方的發(fā)光原件102及半導(dǎo)體襯底101中形成多個(gè)淺切割孔107，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件102及半導(dǎo)體襯底101中形成多個(gè)深切割孔106，然后去除各該阻擋層104。所述切割孔為激光脈沖于所述發(fā)光原件102及半導(dǎo)體襯底101中形成的變質(zhì)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所述的多個(gè)激光脈沖的功率及焦距相等。由于阻擋層104的阻擋作用，相同功率及焦距的激光脈沖可以在阻擋層104下方的發(fā)光原件102及半導(dǎo)體襯底101中形 成多個(gè)淺切割孔107，并在未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件102及半導(dǎo)體襯底101中形成多個(gè)深切割孔106。在本實(shí)施例中，所述發(fā)光外延單元105的任一側(cè)面范圍內(nèi)形成有多個(gè)深切割孔106及多個(gè)淺切割孔107。由于每個(gè)發(fā)光外延單元105都具有深切割孔106及淺切割孔107，既保證了在后續(xù)的制程中晶片不容易破裂，又保證了在裂片過程中晶片的破裂效率，提高了晶片的破裂效率；而且由于有部分淺切割孔，可以降低切割孔對(duì)光線的吸收，提高發(fā)光效率。需要說明的是，所述深切割孔及淺切割孔的排列方式及密度可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行確定，并不限于此處所列舉的方式。接著進(jìn)行步驟4)，于各該發(fā)光外延單元制作電極，完成發(fā)光單元的制備；在本實(shí)施例中，所述發(fā)光單元為發(fā)光二極管，具體地，包括以下步驟a)制作光刻掩膜版并刻蝕各該發(fā)光二極管外延至所述N-GaN層形成N電極制備區(qū)域；b)于所述透明導(dǎo)電層上制備P電極，并于所述N電極制備區(qū)域上制備N電極。需要說明的是，如圖9所示，對(duì)于一般大功率的發(fā)光二極管，本步驟還包括在對(duì)所述半導(dǎo)體襯底101背面進(jìn)行減薄，并在所述半導(dǎo)體襯底101背面制作背鍍層103的步驟，所述背鍍層103 —般為金屬層或/及介電層，作為發(fā)光原件的反射層，以提器件的發(fā)光效率。一般來說，所述金屬層可以為&148、？141、411、11或其復(fù)合的金屬層，所述介電層可以為SiO2, Ti3O5等或其復(fù)合層，但不限定于此處所列舉的幾種，在實(shí)際的制作過程中，可根據(jù)需求選擇一切符合要求的金屬層及介電層。如圖10所示，最后進(jìn)行步驟5 )，依據(jù)發(fā)光單元105對(duì)所述發(fā)光原件102進(jìn)行裂片，以獲得相互分離的多個(gè)發(fā)光單元105。在本實(shí)施例中，采用刀片劈裂方式對(duì)所述發(fā)光原件102進(jìn)行裂片，具體地，所述裂片刀對(duì)準(zhǔn)所述切割陣列的位置對(duì)所述發(fā)光原件102及半導(dǎo)體襯底101進(jìn)行壓迫，最終使其從切割陣列的位置分離，以獲得相互獨(dú)立的多個(gè)發(fā)光單元105。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，也可以采用其它的裂片設(shè)備進(jìn)行裂片。綜上所述，本發(fā)明提供一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，先于半導(dǎo)體襯底表面制作包括多個(gè)發(fā)光外延單元的發(fā)光原件；然后依據(jù)各該發(fā)光外延單元定義出多個(gè)切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個(gè)阻擋層，然后依據(jù)各該切割道從正面對(duì)所述發(fā)光原件發(fā)射多個(gè)激光脈沖，以于阻擋層下方的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)深切割孔，然后去除各該阻擋層；接著于各該發(fā)光外延單元制作電極，完成發(fā)光單元的制備；最后依據(jù)各該發(fā)光單元對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片，以獲得相互分離的多個(gè)發(fā)光單元。本發(fā)明具有以下有益效果切割道同時(shí)具有深切割孔及淺切割孔，既保證了早后續(xù)的制程中晶片不容易破裂，又保證了在裂片過程中晶片的破裂效率，提高了晶片的破裂效率；而且由于有部分淺切割孔，可以降低切割孔對(duì)光線的吸收，提高發(fā)光效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，其特征在于，所述切割方法至少包括以下步驟 1)提供一半導(dǎo)體襯底，于所述半導(dǎo)體襯底表面制作包括多個(gè)發(fā)光外延單元的發(fā)光原件; 2)依據(jù)各該發(fā)光外延單元定義出多個(gè)切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個(gè)阻擋層； 3)依據(jù)各該切割道從正面對(duì)所述發(fā)光原件發(fā)射多個(gè)激光脈沖，以于阻擋層及其下方的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)深切割孔，然后去除各該阻擋層； 4)于各該發(fā)光外延單元制作電極，完成發(fā)光單元的制備； 5)依據(jù)各該發(fā)光單元對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片，以獲得相互分離的多個(gè)發(fā)光單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，其特征在于步驟3)所述的多個(gè)激光脈沖的功率及焦距相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，其特征在于所述發(fā)光外延單元的任一側(cè)面范圍內(nèi)形成有多個(gè)深切割孔及多個(gè)淺切割孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底為藍(lán)寶石襯底、圖形藍(lán)寶石襯底、Si襯底、SiC襯底、GaP襯底、GaAsP襯底或GaAs襯底。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，其特征在于所述發(fā)光單元為發(fā)光二極管或激光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，其特征在于步驟5)中，采用刀片劈裂方式對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法，先于半導(dǎo)體襯底表面制作包括多個(gè)發(fā)光外延單元的發(fā)光原件；然后依據(jù)各該發(fā)光外延單元定義出多個(gè)切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個(gè)阻擋層；然后依據(jù)各該切割道從正面對(duì)所述發(fā)光原件發(fā)射多個(gè)激光脈沖，以于阻擋層下方的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)深切割孔，然后去除各該阻擋層；接著制作電極形成發(fā)光單元；最后對(duì)所述發(fā)光原件進(jìn)行裂片。本發(fā)明既保證了早后續(xù)的制程中晶片不容易破裂，又保證了在裂片過程中晶片的破裂效率，提高了晶片的破裂效率；由于有部分淺切割孔，可以降低切割孔對(duì)光線的吸收，提高發(fā)光效率。
文檔編號(hào)B23K26/40GK102848084SQ201210367628
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者單立偉 申請(qǐng)人:合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司