專利名稱：處理其上有發(fā)光器件的半導(dǎo)體晶片背面的方法和由此形成的led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子器件，尤其是涉及發(fā)光器件(LED)的制造和由此形成的LED。
背景技術(shù)：
公知SiC基發(fā)光器件中的碳化硅(SiC)襯底的厚度會影響在給定的電流水平下操作所述器件所需的正向電壓。例如，可由Cree公司獲得的SiC基發(fā)光二極管C450-CB230-E1000具有約250μm(+/-25μm)的襯底厚度并且在約20mA正向工作電流下具有約3.5伏的相關(guān)正向工作電壓。而且，減小LED的SiC襯底的厚度可減小正向電壓，其在這種二極管中可產(chǎn)生減小的功耗。
還公知許多小電子器件可含有厚度減小的單獨(dú)器件，以便可減小電子器件的總厚度。例如，制造蜂窩電話可使用表面裝配的LED芯片，以減小用于背后照明蜂窩電話的顯示器的組件的厚度。因此，減小SiC襯底的厚度還使該器件可以用在這些類型的小電子器件中。
公知例如通過將離子注入到SiC晶片的背面中在低/室溫下在SiC上形成歐姆接觸。然而，如果在形成歐姆接觸之前薄化注入的SiC襯底，則可在薄化期間移除摻雜區(qū)，其會使得注入過量。于是，當(dāng)在襯底上沉積時由于可在以后的步驟中進(jìn)行注入，所以形成歐姆接觸沉積的金屬不具有歐姆特性。例如，在美國專利申請序列No.09/787,189中和美國專利公布No.US 2002/0179910中論述了形成歐姆接觸的離子注入，通過參考將其整個公開并入在此，如同在本文中完整敘述一樣。
還公知通過沉積諸如鎳的金屬和在高溫下退火該金屬(如大于900C的溫度)形成金屬歐姆接觸。高溫退火會損傷包括于SiC襯底上的氮化鎵基材料的外延層。


圖1-7是示例根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例處理半導(dǎo)體晶片的方法的截面示圖。
圖8和9是具有根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的激光圖案化晶片的發(fā)光器件的截面圖和等距圖。
圖10至13是根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的激光圖案化晶片的截面圖。
圖14至16是示例根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例按照激光圖案化技術(shù)的操作的截面圖。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供處理其上具有發(fā)光器件(LED)的半導(dǎo)體晶片背面的方法和由此形成的LED。依照這些實(shí)施例，處理半導(dǎo)體晶片的方法可以包括在具有第一厚度的半導(dǎo)體晶片上形成多個發(fā)光器件(LED)。晶片上的多個LED被耦接至載具。通過處理晶片的背面將第一厚度減小至一個小于第一厚度的第二厚度。該載具與晶片上的多個LED分離開，且切割該晶片以使該多個LED彼此分離開。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一厚度為約250μm至約400μm。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，減小晶片的第一厚度包括研磨、拋光(lapping)和/或蝕刻晶片的背面以減小晶片的第一厚度至小于約150μm的第二厚度。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，減小晶片的第一厚度包括研磨、拋光和/或蝕刻晶片的背面以減小晶片的第一厚度至小于約120μm的第二厚度。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，研磨晶片的背面包括利用切入研磨機(jī)或緩進(jìn)研磨機(jī)研磨晶片的背面。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，切割晶片包括利用鋸片切割晶片以在被分離的多個LED上形成直邊。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，切割晶片包括在晶片上切割劃線(score line)以在晶片上的多個LED之間形成斜溝槽和沿著劃線使晶片上的多個LED彼此分離開。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，切割晶片包括用鋸片將晶片切割至晶片表面下方小于約鋸片斜尖長度的深度。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該深度小于約120μm。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，減小晶片的第一厚度至第二厚度之后是處理與多個LED相對的晶片的背表面以提高光提取。在背表面上形成多個各自的接觸，在與其相對的地方上將在多個LED上形成各自的焊盤。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，形成多個各自的接觸包括利用激光退火形成多個歐姆接觸。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，處理包括蝕刻背表面。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，處理包括激光圖案化背表面。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使載具與晶片上的多個LED分離開包括加熱、熔化或熔融粘接層足以使多個LED與載具分離開。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，晶片是碳化硅或藍(lán)寶石晶片。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，碳化硅(SiC)襯底上的發(fā)光器件具有小于約150μm的第一厚度。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，與SiC襯底相關(guān)的正向電壓約為3.4伏。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，SiC襯底為4H-SiC或6H-SiC。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在在下文將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，該發(fā)明不應(yīng)被視為僅限于在此提出的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使該公開徹底和完整，且將本發(fā)明的范圍全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在各圖中，為了清楚起見夸大了層和區(qū)域的厚度。自始至終相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件。如在此所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出項(xiàng)的一個或多個中的任一個和所有的組合。
在此使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定的實(shí)施例，且沒有意圖限制該發(fā)明。如在此使用的，除非上下文以其它方式清楚地表明，否則單數(shù)形式的不定冠詞和定冠詞還意指包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括”當(dāng)用在該說明書中時，表示存在所述的部件、整體、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加有一個或多個其它部件、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
將理解的是當(dāng)元件如層、區(qū)域或襯底被稱為在另一元件“上”或延伸“到其上”時，其可以直接在另一元件上或直接延伸到其上，或者還可存在居間元件。相反，當(dāng)元件稱為“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”時，不存在居間元件。還將理解的是當(dāng)元件稱為“連接”或“耦接”至另一元件時，其可以直接連接或耦接至另一元件，或者可存在居間元件。相反，當(dāng)元件稱為“直接連接”或“直接耦接”至另一元件時，不存在居間元件。在整個說明書中相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件。
將理解的是，盡管在此可使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分相區(qū)別。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)下，以下論述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
此外，在此可使用相對項(xiàng)如“下”或“底”和“上”或“頂”，來描述一個元件與另外元件的關(guān)系，如圖所示。將理解的是，相對項(xiàng)旨在包含除了圖中所描繪的定向外的器件的不同定向。例如，如果圖中的器件翻轉(zhuǎn)了，則描述為在其它元件“下”側(cè)上的元件將定向于其它元件的“上”側(cè)上。因此示范性術(shù)語“下”可以包含“上”和“下”兩種定向，這取決于圖的具體定向。相似地，如果各圖中之一中的器件翻轉(zhuǎn)了，則描述為在其它元件“下面”或“下方”的元件將定向在其它元件“上方”。因此，示范性術(shù)語“下面”或“下方”可以包含上方和下面兩種定向。
在此參考其為本發(fā)明理想實(shí)施例的示意視圖的截面(和/或平面圖)示例圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例。同樣地，例如，作為制造技術(shù)和/或容限的結(jié)果，所示例的形狀的變形也是可預(yù)料的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被理解為僅限于在此所示例的區(qū)域的具體形狀，而是包括例如由制造所產(chǎn)生的形狀的偏差。例如，所示例的或描述為矩形的蝕刻區(qū)一般將具有圓形的或曲線特征。因此，圖中所示例的區(qū)域?qū)嶋H上是示意的，并且它們的形狀并沒有意圖說明器件的區(qū)域的精確形狀且不打算用來限制本發(fā)明的范圍。
除非另有說明，否則在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所共同理解的含意。將進(jìn)一步理解的是，除非明白地在此定義的，否則諸如在通常使用的詞典中所定義的術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為具有與相關(guān)技術(shù)的上下文中的含意一致的含意，且不解釋為理想化的或太刻板的意義。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將意識到，“鄰接”另一部件設(shè)置的結(jié)構(gòu)或部件可以是具有與鄰接部件重疊或位于鄰接部件之下的部分。
如在此使用的，術(shù)語“歐姆接觸”指的是與其相關(guān)的阻抗主要由阻抗＝V/I的關(guān)系給出的接觸，其中V是接觸兩端的電壓，I是在基本上所有希望的工作頻率下的電流(即，與歐姆接觸相關(guān)的阻抗在所有的工作頻率下都基本上相同)。例如，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，歐姆接觸可以是具有小于約10e-03歐姆-cm2的特定歐姆電阻率的接觸，且在一些實(shí)施例中小于約10e-04歐姆-cm2。因此，整流的接觸或具有高的特定接觸電阻率(例如大于約10e-03歐姆-cm2的特定歐姆電阻率)的接觸不是在此所使用的術(shù)語的歐姆接觸。
在此描述的發(fā)光器件(LED)可包括發(fā)光二極管、激光二極管和/或其它半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括一個或多個半導(dǎo)體層(所述半導(dǎo)體層可包括硅、碳化硅、氮化鎵和/或其它半導(dǎo)體材料)一個襯底(可包括藍(lán)寶石、硅、碳化硅、GaN和/或其它微電子襯底)以及一個或多個接觸層(其可包括金屬和/或其它導(dǎo)電層)。在一些實(shí)施例中，可提供紫外線、藍(lán)色和/或綠色LED。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明的許多實(shí)施例可使用襯底和外延層的許多不同的組合。例如，其它組合可以包括GaP襯底上的AlGaInP二極管；GaAs襯底上的InGaAs二極管；GaAs襯底上的AlGaAs二極管；SiC或藍(lán)寶石(Al2O3)襯底上的碳化硅(SiC)二極管；和/或氮化鎵、碳化硅、氮化鋁、藍(lán)寶石、氧化鋅和/或其它襯底上的氮化物基二極管。
尤其是，LED可以是由美國北卡羅來納州達(dá)勒姆市的Cree公司制造和出售的器件。本發(fā)明適合用于如美國專利No6,201,262、6,187,606、6,120,600、5,912,477、5,739,554、5,631,190、5,604,135、5,523,589、5,416,342、5,393,993、5,338,944、5,210,051、5,027,168、4,966,862和/或4,918,497中描述的LED和/或激光器，如同在此全面提出的通過參考將其公開并入這里。在2003年1月9日公布的標(biāo)題為“Group III NitrideBased Light Emitting Diode Structures With a Quantum Well andSuperlattice，Group III Nitride Based Quantum Well Structures andGroup III Nitride Based Superlattice Structures”公布的美國專利公開No.US 2003/0006418A1以及標(biāo)題為“Light Emitting Diodes IncludingModifications for Light Extraction and Manufacturing MethodsTherefor”公布的美國專利公布No.US 2002/0123164A1中描述了其它合適的LED和/或激光器。此外，磷涂布的LED，如2003年9月9日申請的標(biāo)題為“Phosphor-Coated Light Emitting Diodes Including Tapered Sidewal1sand Fabrication Methods Therefor”的美國專利公布No.US 2004/005260中所描述的LED也適合用于本發(fā)明的實(shí)施例中，通過參考將其公開內(nèi)容并入這里，如同全文在此公開一般。LED和/或激光器可配置操作使得發(fā)光穿過襯底。在這種實(shí)施例中，可圖案化該襯底以增強(qiáng)如以上引證的美國專利公布No.US 2002/0123164A1中所描述的器件的光輸出。
如以下更詳細(xì)描述的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以例如通過從晶片背面處理晶片減小具有裝配于其上的發(fā)光器件(LED)的晶片的厚度來提供處理發(fā)光器件的半導(dǎo)體晶片的方法?？梢詫⒕』潦共糠植迦氲男奔怃徠懈罹砻娴南路阶銐蛏畹暮穸?，以通過斷開晶片的剩余未切割部分使其上的多個LED彼此分離開。尤其是，可將晶片切割至表面下方小于鋸片斜尖長度的程度，以便鋸片的直邊保持露出的(或在上方)晶片表面。換句話說，鋸片斜尖的部分插入可以切割足夠深至晶片中，以通過沿著由斜尖的部分插入形成的劃線斷開晶片而使多個LED彼此分離。
因此，可以充分地薄化晶片100′的背面103，以通過部分插入鋸片的斜尖使晶片上的多個LED彼此分離開。部分地插入斜尖的鋸片可以避免形成另外有害的幾何形狀，同時由于晶片減小的厚度還使多個彼此分離開。
如圖1所示，晶片(即襯底)100具有約250微米至約400微米的厚度(t1)。在與晶片100的背面103相對的晶片100的表面上形成多個發(fā)光器件(LED)110。將理解的是，多個LED可以是一般包括絕緣或半導(dǎo)體襯底(或晶片)如SiC或藍(lán)寶石的GaN基發(fā)光二極管，在該襯底上沉積了多個GaN基外延層。外延層包括具有在加電時發(fā)光的p-n結(jié)的有源區(qū)。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，晶片是4H-SiC、6H-SiC或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它類型材料的SiC晶片。
根據(jù)圖2，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，經(jīng)由與多個LED接觸的粘接層120將晶片100(包括多個LED 110)和晶片載具105耦接在一起，以便可以例如通過在研磨機(jī)中裝配晶片載具105對整個組件進(jìn)行處理，從而可以接近晶片100的背面103。將理解的是，可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任一技術(shù)如涂蠟將晶片100/多個LED 110耦接至晶片載具105，且可應(yīng)用到多個LED或晶片載具。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語“接觸”包括直接接觸以及間接接觸，例如，一個或多個居間元件(如以上描述的粘接層)存在于所述多個LED和晶片之間，以將這兩個元件耦接在一起，并且當(dāng)保持載具時可以處理晶片的背面。
根據(jù)圖3，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，處理晶片100的背面103以將晶片100減小至小于t1的厚度t2，從而形成薄化的晶片100′。將理解的是，厚度t2小于t1以使具有斜尖的鋸片在背面103的表面下方切割至小于約鋸片斜尖長度的深度。于是，斜尖部分地插入到背面103中，以便鋸片的直邊可以保持露出于背面103的上方。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，利用研磨機(jī)如切入研磨機(jī)或緩進(jìn)研磨機(jī)來減小晶片100的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例中，在有或沒有研磨的條件下利用拋光、化學(xué)或反應(yīng)性離子蝕刻或這些方式的組合來減小晶片100的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可使用蝕刻來處理薄化晶片的背面(即在薄化晶片之后)以減小對晶片的損傷，從而可提高外延層的生長。
將理解的是，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，盡管以上描述的實(shí)施例指的是部分插入斜尖(以便鋸片的直邊可以保持露出)，但斜尖可插入得更深以便鋸片直邊的一小部分插入在薄化晶片100′的表面下方。進(jìn)一步將理解的是，由此形成的LED還可提供與部分插入斜尖(如提高的光提取和其上的磷涂層提高的共形沉積)的那些實(shí)施例基本相同的優(yōu)點(diǎn)。因此，鋸片直邊的一小部分插入薄化晶片100′表面下方的實(shí)施例將理解為在所要求保護(hù)的主題范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，將晶片100薄化至小于約150微米的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例中，將晶片100薄化至小于約120微米的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，利用切入研磨機(jī)或緩進(jìn)研磨機(jī)薄化晶片100。
與減小厚度的薄化晶片100′耦接的、部分插入的斜尖例如通過斷開薄化的晶片100′而不是切穿整個晶片來使多個LED彼此分離開。一旦背面103已被處理成充分薄化晶片100′，例如可以通過加熱粘接層120從組件移除晶片載具105，以便可如圖4所示移除薄化的晶片100′和其上的多個LED。在根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例中，例如基于參考圖2如上所示用于耦接這些元件的結(jié)構(gòu)，使用適當(dāng)措施可以從組件移除晶片載具105。例如，可溶解或熔融該結(jié)構(gòu)以從該組件分離晶片載具105。
例如，利用Slater等人在2004年8月11日提交的標(biāo)題為“LocalizedAnnealing of Metal-Silicon Carbide Ohmic Contacts and Devices SoFormed”的美國專利序列No.10/916,113中論述的激光退火，可以在晶片100′的背面103上形成歐姆接觸107，所述申請已經(jīng)被共同轉(zhuǎn)讓給本受讓人，以引用的方式將其公開內(nèi)容結(jié)合在此。將理解的是，可以在薄化晶片100′上形成歐姆接觸，同時晶片耦接至晶片載具。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以在從晶片載具移除晶片之后在薄化的晶片100′上形成歐姆接觸，例如如圖5所示?？梢栽谂c歐姆接觸相對的地方在多個LED 110上形成焊盤106?？梢允褂娩徠?0來切割晶片100′以分離多個LED進(jìn)行封裝。將理解的是，鋸片30可以切穿整個晶片100′，以在分離的多個LED 100之間的薄化晶片100′上或基本穿過薄化晶片100′形成直邊，以便通過沿著由鋸片30形成的劃線施加壓力而使LED 110彼此分離。
在根據(jù)如圖6所示的本發(fā)明的其它實(shí)施例中，鋸片30部分地插入到薄化晶片100′中至小于斜尖131長度的深度，以在薄化晶片100′中形成斜溝槽17。鋸片30部分地插入到薄化晶片100′中，以便當(dāng)斜尖131部分地插入時鋸片30的直邊31保持露出，以避免在斜溝槽17的上方在薄化晶片100′中形成不希望的幾何形狀。而且，薄化晶片100′的厚度使斜溝槽17充分地穿透到薄化晶片110′中，以便可以通過沿著如圖7所示的溝槽(或劃線)斷開薄化晶片100′使多個LED彼此分離開。此外，如以上參考圖5所論述的，可以在多個LED上形成焊盤106和歐姆接觸107。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步的方面中，可以處理晶片100′的背面103，以進(jìn)一步提高來自LED的光提取，所述LED包括用激光器或通過通常稱為“粗磨”來圖案化的背面103?？梢砸詥尾交蛑鸩降姆绞教峁┘す鈭D案化。通過圖案化背面103，例如，可通過在其上提供隨機(jī)的圖案來提高光提取。本發(fā)明的實(shí)施例尤其非常適合于大面積器件，其中由于器件的表面積會減小晶片100′的有角側(cè)壁的有效性。此外，可圖案化晶片100′的一個或兩個相對面(即正面和背面103)?？衫萌鏒onofrio于2004年4月1日提交的標(biāo)題為“Laser Patterning of LightEmitting Devices and Patterned Light Emitting Devices”的美國專利申請序列No.10/815,293中描述的激光圖案化系統(tǒng)來圖案化晶片100′，通過參考將其整個公開并入這里。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用于圖案化晶片100′的激光器是受激準(zhǔn)分子脈沖激光器，然而可使用適合于從襯底移除材料的任一激光器系統(tǒng)。例如，激光器系統(tǒng)可以是三倍頻和/或四倍頻的YAG激光器。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，激光器具有308nm的波長，然而，還可使用其它波長，如248nm、193nm、157nm、355nm或266nm。另外，還可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的輔助工藝來減輕表面損傷和/或增強(qiáng)激光吸收，如水霧和/或輔助氣體?？墒褂眉す馄鞯亩鄠€脈沖來從襯底移除材料?？墒褂眠m合于從襯底可控地移除材料的任一能量。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中可使用約4.2J/脈沖的脈沖式308nm激光器。
圖8是晶片100′上的LED的截面圖，所述晶片100′具有根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的激光圖案化的背面103。圖9是圖8的發(fā)光器件的等距圖。利用如上所述的激光器在背面103中形成三維圖案120。在圖8和9中所示例的實(shí)施例中，在晶片100′的相對面104(即正面)上形成LED 110。如圖8和9所看到的，圖案120被晶片100背面103上的不間斷的周邊130所圍繞。
圖10和11是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的晶片100′的截面圖。如圖10和11所看到的，在截面中，可通過激光圖案化提供延伸到200中或從晶片100′伸出210的曲面。曲面200、210可包括拋物線。例如，可通過利用一系列掩模控制激光來提供這種曲線，所述掩模提供了襯底材料的選擇性的移除以提供拋物線結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，曲面可在襯底中提供透鏡。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，曲面可提供正弦曲線圖案的溝槽。
雖然在圖10和11中示例了多個曲面結(jié)構(gòu)，但晶片100′可以成形為單一曲線以便提供曲面晶片100′。曲面晶片100′可在兩個面上彎曲。而且，發(fā)光器件可提供在晶片100′的彎曲面上。
圖12和13是根據(jù)本發(fā)明其他實(shí)施例的晶片100′的截面圖。如圖12和13所看到的，可在單個晶片100′中提供曲面220和非曲面部件230、240的組合。因此，本發(fā)明的實(shí)施例可包括單個晶片100′中的多個不同的三維幾何圖案。
圖14至16示例了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于激光圖案化的可選實(shí)施例。如圖14所看到的，可在晶片100′上提供聚合物掩模層300。在圖15中，用激光來圖案化聚合物掩模層300，以提供具有三維部件320的聚合物掩模310，所述部件對應(yīng)于將在晶片100′中提供的部件。在圖16中，掩模310被用作蝕刻掩模，并且蝕刻晶片100′以提供三維部件330。該蝕刻例如可以是干法蝕刻?？墒褂贸Ｒ?guī)的聚合物掩模和利用聚合物掩模蝕刻的技術(shù)。另外，還可使用其他一些可以被激光圖案化的掩模材料。
用于激光圖案化聚合物層的技術(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，在由Exitech公司的Boehlen等人的“Lasermicro-machingof high density optical structures on large substrates”中描述了這種技術(shù)。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，蝕刻掩模是聚合物蝕刻掩模，可用248nm的激光器來圖案化該聚合物。在設(shè)計掩模310的特性時可考慮蝕刻工藝的特性，以在晶片100′中提供所希望的三維幾何圖案。例如，當(dāng)圖案化該掩模時，可考慮掩模材料和碳化硅晶片之間蝕刻率的差異。
因?yàn)橥ㄟ^激光圖案化提供了蝕刻掩模的圖案化，所以通過控制激光掩?？扇菀椎卣{(diào)整蝕刻掩模的形狀。因此，例如，蝕刻掩模的形狀可以考慮到蝕刻掩模與碳化硅6比1的蝕刻率和被相應(yīng)調(diào)整的部件。在沒有使用蝕刻掩模的激光圖案化的條件下，難以提供這種掩模特性的調(diào)整。此外，通過利用激光圖案化，通過將多個幾何體設(shè)計到激光掩模中可以用掃描圖像技術(shù)以單一步驟形成例如錐體和透鏡的多個幾何體。
另外，蝕刻之后晶片的表面可以是粗糙的或平滑的。例如，可通過在蝕刻掩模和襯底之間設(shè)置薄層材料如鋁，提供粗糙的表面，來產(chǎn)生微掩模。當(dāng)蝕刻時，微掩?？捎糜诖植诨?00′的表面。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，通過從本公開中獲益，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進(jìn)行許多改變和修改。因此，必須理解的是，描述這些示范性的實(shí)施例只是為了示例，并且不應(yīng)如后附的權(quán)利要求那樣將其視為是對本發(fā)明的限制。因此，認(rèn)為以下的權(quán)利要求不僅包括字面上所描述的元件的組合，而且包括用于以基本相同的方式執(zhí)行基本相同的功能來獲得基本相同的結(jié)果的所有等效元件。因此權(quán)利要求應(yīng)該被理解為包括了具體示例的和以上描述的，概念上等效的，以及并入了本發(fā)明的基本思想的各種特征。
權(quán)利要求
1.一種處理半導(dǎo)體晶片以形成發(fā)光器件的方法，包括在具有第一厚度的半導(dǎo)體晶片上形成多個發(fā)光器件(LED)；將晶片上的多個LED與載具的表面接觸，以將晶片耦接至載具；通過處理晶片的背面，減小晶片的第一厚度至小于第一厚度的第二厚度；使載具與晶片上的多個LED分離；以及切割晶片以分離多個LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一厚度包括約250μm至約400μm的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中減小晶片的第一厚度包括研磨、拋光和/或蝕刻晶片的背面，以減小晶片的第一厚度至小于約150μm的第二厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中減小晶片的第一厚度包括研磨、拋光和/或蝕刻晶片的背面，以減小晶片的第一厚度至小于約120μm的第二厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中研磨晶片的背面包括利用切入研磨機(jī)或緩進(jìn)研磨機(jī)來研磨晶片的背面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中切割晶片包括利用鋸片切割晶片，以在所述被分離的多個LED上形成直邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中切割晶片包括在晶片上切割劃線，以在晶片上的多個LED之間形成斜溝槽；以及沿著劃線使晶片上的多個LED彼此分離開。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中切割晶片包括用鋸片將晶片切割至晶片表面下方小于約鋸片斜尖長度的深度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該深度包括小于約120μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中減小晶片的第一厚度至第二厚度之后是處理與多個LED相對的晶片的背面以提高光提??；以及在背表面上形成多個各自的接觸，在與其相對的地方上將在多個LED上形成各自的焊盤。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中處理包括蝕刻該背表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中處理包括激光圖案化該背表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中形成多個各自的接觸包括利用激光退火形成多個歐姆接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使載具與晶片上的多個LED分離開包括加熱、熔融或熔化粘接層足以使多個LED與載具分離開。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中晶片包括碳化硅或藍(lán)寶石晶片。
16.一種處理半導(dǎo)體晶片以形成發(fā)光器件的方法，包括在具有一厚度的半導(dǎo)體晶片上形成多個發(fā)光器件(LED)；將晶片上的多個LED與載具的表面相接觸以將所述多個LED耦接至載具；減小晶片的厚度至小于約150μm；使載具與晶片上的多個LED分離；以及用鋸片將晶片切割至晶片表面下方小于約鋸片斜尖長度的深度，以使晶片上的多個LED彼此分離開。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中減小晶片的厚度還包括進(jìn)一步減小晶片的厚度至小于約120μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中減小晶片的厚度之后是處理與多個LED相對的晶片的背表面以提高光提取。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括在背表面上形成多個各自的接觸，在與其相對的地方上將在多個LED上形成各自的焊盤。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中晶片包括碳化硅或藍(lán)寶石晶片。
21.一種碳化硅(SiC)襯底上的發(fā)光器件(LED)，包括SiC襯底上的LED，該SiC襯底具有小于約150μm的第一厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的LED，其中與SiC襯底相關(guān)的正向電壓小于約3.4伏。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的LED，其中SiC襯底包括4H-SiC或6H-SiC。
全文摘要
處理半導(dǎo)體晶片可以包括在具有第一厚度的半導(dǎo)體晶片上形成多個發(fā)光器件(LED)。將晶片上的多個LED與載具的表面接觸以將晶片耦接至載具。通過處理晶片的背面，減小晶片的第一厚度至小于第一厚度的第二厚度。使載具與晶片上的多個LED分離開，并且切割晶片以使多個LED彼此分離開。還公開了相關(guān)的器件。
文檔編號H01L33/00GK1902765SQ200480039898
公開日2007年1月24日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者D·B·小斯萊特, M·多諾弗里奧 申請人:克里公司