專利名稱：一種具有不同切割深度的發(fā)光原件切割方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體器件的切割方法，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：
半導體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長、節(jié)能、環(huán)保、安全等顯著優(yōu)點，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應用領域正在迅速擴大，正帶動傳統(tǒng)照明、顯示等行業(yè)的升級換代，其經(jīng)濟效益和社會效益巨大。正因如此，半導體照明被普遍看作是21世紀最具發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來幾年光電子領域最重要的制 高點之一。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)ǎ聪蚪刂埂舸┨匦浴４送猓谝欢l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)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復合而發(fā)光。近年來，制造高集成、高性能的半導體產(chǎn)品的半導體工業(yè)相繼發(fā)展半導體薄片加工技術。為了提高生產(chǎn)效率，各處的半導體產(chǎn)品使用半導體薄片加工技術把幾個到幾千萬個半導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)目達幾千片，在封裝前要把它們分割成單個電路單元。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問題1)從發(fā)光器件正面進行激光深切割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，容易導致晶片的破裂而造成不必要的損失；2)深切割的切割孔會吸收發(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)若對芯片進行淺切割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)有技術的缺點，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)有技術中深切割容易造成晶片破裂以及導致發(fā)光效率降低、淺切割容易造成后續(xù)裂片時晶片難以破裂的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，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)提供一半導體襯底，于所述半導體襯底表面制作包括多個發(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切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個阻擋層；
3)依據(jù)各該切割道從正面對所述發(fā)光原件發(fā)射多個激光脈沖，以于阻擋層及其下方的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個深切割孔，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)光單元對所述發(fā)光原件進行裂片，以獲得相互分離的多個發(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)所述的多個激光脈沖的功率及焦距相等。進一步地，所述發(fā)光外延單元的任一側(cè)面范圍內(nèi)形成有多個深切割孔及多個淺切割孔。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，所述半導體襯底為藍寶石 襯底、圖形藍寶石襯底、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所述發(fā)光原件進行裂片。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，先于半導體襯底表面制作包括多個發(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切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個阻擋層，然后依據(jù)各該切割道從正面對所述發(fā)光原件發(fā)射多個激光脈沖，以于阻擋層下方的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個深切割孔，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)光單元對所述發(fā)光原件進行裂片，以獲得相互分離的多個發(fā)光單元。本發(fā)明具有以下有益效果切割道同時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，可以降低切割孔對光線的吸收，提高發(fā)光效率。


圖I顯示為現(xiàn)有技術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。元件標號說明101 半導體襯底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
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術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)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱3 圖10。需要說明的是，本實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)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(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)也可能更為復雜。本實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，首先進行步驟I )，提供一半導體襯底101，于所述半導體襯底101表面制作包括多個發(fā)光外延單兀105的發(fā)光原件102。所述半導體襯底101為藍寶石襯底、圖形藍寶石襯底、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。在本實施例中，所述半導體襯底101為藍寶石襯底，所述發(fā)光原件102為發(fā)光二極管。當然，在其他的實施例中，所述半導體襯底101及發(fā)光原件102可根據(jù)實際需求進行選擇，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寶石襯底，于所述藍寶石襯底表面依次形成N-GaN層、量子阱層、P-GaN層及透明導電層。如圖5所示，然后進行步驟2)，依據(jù)各該發(fā)光外延單元105定義出多個切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個阻擋層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體襯底101中形成一定強度的脈沖，又能保證激光到達半導體襯底101的強度比在空氣或真空的環(huán)境下低，以在后續(xù)的激光正面切割時形成深淺不同的切割孔。在本實施例中，所述阻擋層104可以為但不限定為有機物、金屬、金屬氧化物等的任一種或一種以上的疊層。當激光脈沖到達所述半導體襯底101的強度與其材料組成及厚度等相關，可以根據(jù)不同的需求進行設定，以達到不同的工藝要求。在本實施例中，所述阻擋層104延切割道方向的寬度與相鄰的兩個阻擋層104的間隔相等，當然，也可以根據(jù)所述發(fā)光原件102的易裂程度進行確定所述阻擋層104的寬度及其間隔。如圖6 圖8所示，接著進行步驟3)，依據(jù)各該切割道從正面對所述發(fā)光原件102發(fā)射多個激光脈沖，以于阻擋層104及其下方的發(fā)光原件102及半導體襯底101中形成多個淺切割孔107，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件102及半導體襯底101中形成多個深切割孔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及半導體襯底101中形成的變質(zhì)結(jié)構(gòu)。在本實施例中，所述的多個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及半導體襯底101中形 成多個淺切割孔107，并在未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件102及半導體襯底101中形成多個深切割孔106。在本實施例中，所述發(fā)光外延單元105的任一側(cè)面范圍內(nèi)形成有多個深切割孔106及多個淺切割孔107。由于每個發(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)實際需求進行確定，并不限于此處所列舉的方式。接著進行步驟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，對于一般大功率的發(fā)光二極管，本步驟還包括在對所述半導體襯底101背面進行減薄，并在所述半導體襯底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或其復合的金屬層，所述介電層可以為SiO2, Ti3O5等或其復合層，但不限定于此處所列舉的幾種，在實際的制作過程中，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，最后進行步驟5 )，依據(jù)發(fā)光單元105對所述發(fā)光原件102進行裂片，以獲得相互分離的多個發(fā)光單元105。在本實施例中，采用刀片劈裂方式對所述發(fā)光原件102進行裂片，具體地，所述裂片刀對準所述切割陣列的位置對所述發(fā)光原件102及半導體襯底101進行壓迫，最終使其從切割陣列的位置分離，以獲得相互獨立的多個發(fā)光單元105。當然，在其它的實施例中，也可以采用其它的裂片設備進行裂片。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，先于半導體襯底表面制作包括多個發(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切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個阻擋層，然后依據(jù)各該切割道從正面對所述發(fā)光原件發(fā)射多個激光脈沖，以于阻擋層下方的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個深切割孔，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)光單元對所述發(fā)光原件進行裂片，以獲得相互分離的多個發(fā)光單元。本發(fā)明具有以下有益效果切割道同時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)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實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 悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(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)提供一半導體襯底，于所述半導體襯底表面制作包括多個發(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切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個阻擋層； 3)依據(jù)各該切割道從正面對所述發(fā)光原件發(fā)射多個激光脈沖，以于阻擋層及其下方的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個深切割孔，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)光單元對所述發(fā)光原件進行裂片，以獲得相互分離的多個發(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)形成有多個深切割孔及多個淺切割孔。
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體襯底為藍寶石襯底、圖形藍寶石襯底、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所述發(fā)光原件進行裂片。
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，先于半導體襯底表面制作包括多個發(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切割道，并于各該切割道上制備間隔排列的多個阻擋層；然后依據(jù)各該切割道從正面對所述發(fā)光原件發(fā)射多個激光脈沖，以于阻擋層下方的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個淺切割孔，并于未被阻擋層阻擋的發(fā)光原件及半導體襯底中形成多個深切割孔，然后去除各該阻擋層；接著制作電極形成發(fā)光單元；最后對所述發(fā)光原件進行裂片。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，可以降低切割孔對光線的吸收，提高發(fā)光效率。
文檔編號B23K26/40GK102848084SQ201210367628
公開日2013年1月2日 申請日期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 申請人:合肥彩虹藍光科技有限公司