CN100568565C - 半导体发光器件以及用于分离半导体发光器件的方法 - Google Patents

半导体发光器件以及用于分离半导体发光器件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于分离形成于基板上的半导体发光器件的方法。在该方法中，将在基板中具有小于10ps的脉冲宽度的脉冲激光束聚焦在该基板上，以由此引起基板中的多光子吸收。通过多光子吸收，通过脉冲激光束沿基板表面上的预定分割线形成槽，所述槽在预定分割线的方向上基本连续。另外，通过脉冲激光束在基板的预定深度处的预定分割面上形成内部结构改变部分，该结构改变部分在预定分割线的方向上不连续。随后，施加外力以由此沿连续的槽和不连续的内部结构改变部分形成分割面，由此使半导体发光器件彼此分离。

Description

半导体发光器件以及用于分离半导体发光器件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于分离形成于基板上的半导体发光器件以由此得到单独的半导体发光器件的方法，该方法包括分开或分割由基板和其上所设置的器件形成的晶片。本发明对于分离例如基于III族氮化物的化合物的半导体发光器件是特别有效的。这里所使用的术语“晶片”均指通过对透明基板执行所谓的晶片工艺(例如，清洗、扩散离子-注入、薄膜生长、外延生长、光刻以及电极形成)而提供的基板。
背景技术
至今，已提出了多种用于分割晶片以由此得到单独的半导体发光器件的方法，其中所述晶片在蓝宝石基板上具有基于III族氮化物的化合物的半导体发光器件。通常，这些方法中的大多数方法将借助于划线器来形成划片线(槽)和借助于切割机刀片来切割结合在一起。然而，这些方法的缺陷在于，由于使用了消耗性划线器和切割机刀片，不能将生产成本降到一定水平或更低。
近年来，为了分割或切割盘状物体，已提出了采用激光束照射的熔切技术以及采用以通过激光束照射而提供的内部熔融或者结构改变部分为起点的切割技术。在这些基于激光照射的技术中，日本专利申请特开(kokai)第2005-288503号公开了一种采用具有亚毫秒脉冲宽度的脉冲激光束，即纳秒脉冲激光束的技术，以及日本专利第3283265号和日本专利申请特开(kokai)第2004-268309号公开了采用具有亚皮秒脉冲宽度的脉冲激光束，即飞秒脉冲激光束的技术。
同时，需要修改发光二极管，尤其是采用III族氮化物发光层的蓝光LED，使得光提取效率(外量子效率)提高以增加总的光发射。经由透明基板和发光层之间的界面，只有以等于或小于临界角的角度进入的入射光才被提取。因此，为了提高外量子效率，例如，与半导体层形成表面相对的基板表面被粗糙化(见例如，日本专利申请特开(kokai)第2001-217467号)。
当基板通过激光束照射而完全熔切时，受熔化影响的部分，即器件的侧表面的宽度变大。分割面也可被烘干(脱色)。在这两种情况下，光提取效率都受到损害，这是因为作为器件的侧表面且固有地透明的分割面不再透明，并且吸收从发光器件发射的主要光。在该问题的一个解决方案中，日本专利申请特开(kokai)第11-163403号公开了在基板上从器件形成表面或相对表面形成至预定深度的槽。在某些对策中，这些槽通过脉冲激光束形成为虚线图案。然而，分割面(器件的侧面)上受熔化影响的部分的宽度是有问题的，且即使当采用纳秒脉冲激光束作为脉冲激光束时，分离器件的受熔化影响的部分在该器件的侧面具有大的面积，导致对发射光的吸收有问题。同时，日本专利申请特开(kokai)第11-163403号还公开了仅当基板的厚度减小到100μm或更小时才能够便于基板的分割。值得注意的是，在该公开中，分割不是通过利用经激光束照射形成的浅槽来执行的，而是通过利用激光照射形成的浅槽与借助切割机或激光照射形成的具有100μm厚度的槽的结合来执行的。
在日本专利申请特开(kokai)第2004-268309号中，采用飞秒激光束的照射来产生“用于导致分割的应力”。因此，有必要通过激光束照射以外的技术来提供分离槽。在这种情况下，如果采用前述的消耗性划线器，则不能减小生产成本。
最近，包括具有250μm或以下(对应于等于或小于蓝宝石基板厚度的两倍的长度)的短边的长方形发光面的发光器件越来越多地被用作例如移动电话的液晶显示屏的背光源。由于这种发光器件以很小的间隔被分离，因此分割面必须形成为垂直于所设计的基板表面，倾斜的分割面是不允许的。
在日本专利申请特开(kokai)第2001-217467号所公开的发光二极管中，与半导体层形成表面相对的基板表面被粗糙化，由此提高外量子效率。然而，这样产生的芯片只能经历倒装芯片接合工艺，其中半导体层形成表面被附着在安装框架上。即使芯片经历将与半导体层形成表面相对的基板表面附着在具有抛物面镜的框架上的正装芯片接合工艺，外量子效率也不能得到提高，这是因为基板的非光提取表面被粗糙化。换句话说，上述发光二极管的外量子效率依赖于安装取向，而这是一个待解决的问题。
另外，为对与半导体层形成表面相对的透明基板的表面进行粗糙化，必须执行附加的步骤，如光刻步骤以及湿蚀刻。这些步骤增加了环境负荷，且因此减小了产量。从而增加了发光器件的制造成本。
发明内容
根据上述内容，本发明的一个目的是提供用于分割其上形成有半导体发光器件的厚度约为200μm的基板的方法。本发明的发明人未采用消耗性的划线器或切割机刀片就成功地得到了该方法，并完成了本发明。
用于解决涉及前述常规半导体发光器件的问题的本发明的另一个目的是，以低的制造成本提供可以以任何安装取向制造的半导体发光器件。本发明的又一个目的是提供用于将晶片分割成器件芯片的方法。
因此，在本发明的第一方面中，提供了一种用于分离形成于基板上的半导体发光器件的方法，该方法包括：
将脉冲宽度小于10ps的脉冲激光束聚焦在所述基板中，以由此引起基板中的多光子吸收；
借助于脉冲激光束、沿基板表面上的预定分割线形成表面结构改变部分；
通过脉冲激光束在基板的预定深度处的预定分割面上形成内部结构改变部分，该内部结构改变部分在预定分割线的方向上是不连续的；以及
施加外力以由此沿所述表面结构改变部分和所述不连续的内部结构改变部分形成分割面，由此使半导体发光器件彼此分离。
在本发明中，术语“结构改变部分”从概念上包括受熔化影响的部分。
在根据本发明第一方面的用于分离半导体发光器件的方法中，表面结构改变部分可以沿所述分割线不连续地分离成多段。
在根据本发明第一方面的用于分离半导体发光器件的方法中，表面结构改变部分可以是基本上连续的，以便沿所述分割线形成槽。
在根据本发明第一方面的用于分离半导体发光器件的方法中，不连续的内部结构改变部分中的两行或多行可以沿基板的深度方向形成。
在根据本发明第一方面的方法中，附加的内部结构改变部分可以通过脉冲激光束沿分割线形成，使得所述附加的内部结构改变部分在深度方向上连接到所述表面结构改变部分，并且随后施加外力。
在根据本发明第一方面的方法中，所照射的激光束可以是具有平行于预定分割面的电场分量的线性偏振激光束，或者显示出形成椭圆的电场分量迹线的椭圆偏振激光束，所述椭圆的长轴平行于预定分割面。
在根据本发明第一方面的方法中，激光束可通过具有0.5或以上的数值孔径的物镜来照射。
所述基板可以是蓝宝石基板。
每个所述结构改变部分可包括：头部，其形成在脉冲激光束的焦点位置，且具有平行于基板表面的1.5μm或以上的直径；腿部，其从头部沿所照射的脉冲激光束通过成丝(filamentation)而延伸，且具有平行于基板表面的0.8μm或以上的直径。
在本发明的第二方面中，提供了一种用于分离半导体发光器件的方法，包括将晶片分割成单独的半导体发光器件芯片，所述晶片包括透明基板，其具有第一表面和平行于第一表面的第二表面；以及半导体层，其包含发光层且沉积在透明基板的第一表面上，其中所述方法包括：
第一内部处理步骤，包括：
使具有确保相对于晶片的光学透明度的波长的脉冲激光束通过利用聚光透镜经由作为入射面的第一或第二表面进入晶片，而该聚光透镜的焦点被如此调节，使得腰出现在晶片中，所述腰是脉冲激光束聚焦部分；
相对于入射面并沿晶片上的预定假想分割线来移动脉冲激光束的光轴，使得由脉冲激光束提供的脉冲束所形成的腰在空间上彼此分离；以及
在脉冲激光束的脉冲束在入射面上的每次入射时，通过多光子吸收使对应于该腰的晶片部分脆化，以由此形成不连续的光致脆化部分(light-induced portion)；以及
开槽步骤，包括：
调节聚光透镜的焦点，使得由脉冲激光束形成的腰出现在晶片的入射面的表面部分；
相对于入射面并沿分割线来移动脉冲激光束的光轴，使得由脉冲激光束提供的脉冲束所形成的腰在空间上彼此连接或重叠；以及
在脉冲激光束的脉冲束在入射面上的每次入射时，通过多光子吸收使对应于该腰的晶片部分脆化，以由此形成连续的槽，其中：
每个半导体发光器件芯片都具有设置了凹陷和凸起的分割面。
在内部处理步骤中，所述腰沿晶片中的分割线在空间上彼此分离，使得腰以虚线状方式排列。光致脆化部分设置在晶片中对应于腰的部分。因此，光致脆化部分设置在分割面上，并沿分割线在空间上彼此分离以形成虚线状图案。在每个分离的半导体发光器件的分割面(侧壁)中，光致脆化部分充当其中没有基板材料的凹陷，而设置在两个光致脆化部分之间的部分作为其中存在基板材料的凸起。由于与半导体发光器件的光提取面垂直的每个分割面(即，侧壁)设置有凹陷和凸起，因此总的光提取效率可通过这样形成的侧壁(分割面)而得到提高。另外，在晶片被分割而形成单独的半导体发光器件芯片的分离步骤期间，为分割面提供了凹陷和凸起。因此，不需要附加的提高光提取效率的步骤，且半导体发光器件可以以低成本来制造。
这里所使用的术语“光致脆化”指皮秒到飞秒的短脉冲激光束所聚焦的材料部分(腰部)的绝热处理。
根据本发明第二方面的用于分离半导体发光器件的方法还可包括第二内部处理步骤，包括调节聚光透镜的焦点，使得腰出现于在第一内部处理步骤中形成的光致脆化部分和入射面之间；
相对于入射面并沿晶片上的预定假想分割线来移动脉冲激光束的光轴，使得由脉冲激光束提供的脉冲束所形成的腰在空间上彼此分离；以及
在脉冲激光束的脉冲束在入射面上的每次入射时，通过多光子吸收使对应于该腰的晶片部分脆化，以由此形成不连续的光致脆化部分。
在上述方法中，分割面设置有两行凹陷和凸起部分。因此，通过上述半导体发光器件分离方法分离的发光器件显示出从充当分割面的侧壁的较高光提取效率。
在根据本发明第二方面的用于分离半导体发光器件的方法中，聚光透镜可具有0.3或以上的数值孔径。
当数值孔径为0.3或以上时，腰急剧变窄，且专门提供了具有小凹陷宽度的光致脆化部分。从而提高了提取效率。另外，当数值孔径为0.3或以上时，可首先执行开槽步骤，随后是内部处理步骤。
在根据本发明第二方面的用于分离半导体发光器件的方法中，聚光透镜的焦点可如此调节，使得在第二内部处理步骤中形成的光致脆化部分的上部部分和在开槽步骤中形成的槽的底部可以彼此连接。
在上述方法中，可以通过外力沿预定的分割线可靠地分割晶片，以由此制造发光器件芯片，这是因为在第二内部处理步骤中形成的光致脆化部分的上部部分和在开槽步骤中形成的槽的底部彼此连接。
在本发明的第三方面中，提供了一种半导体发光器件，其包括具有第一表面和平行于第一表面的第二表面的透明基板，以及包含发光层并沉积在第一表面上的半导体层，其中与晶片分离的所述半导体发光器件具有设置了凹陷和凸起的分割面。
由于分割面设置有凹陷和凸起，因此总的光提取效率可通过该分割面提高。另外，由于经由该分割面、即半导体发光器件的侧壁来提取光，因此可以选择任何安装取向。
根据本发明，借助于飞秒激光束，一个或多个表面结构改变部分形成在晶片的表面上，且内部结构改变部分提供在晶片中。当外力施加于晶片时，由上述一个或多个表面结构改变部分以及内部结构改变部分形成分割面，由此使半导体发光器件彼此分离。由于通过飞秒激光束形成结构改变部分是一个非热工艺，所以未主要形成熔融部分。通过将飞秒激光束聚焦在基板的表面上以形成一个或多个表面结构改变部分或槽，并调整基板或激光设备的扫描速度以修改扫描方向上的照射节距，可形成相当浅的结构改变部分。
因此，分割面可如此形成，使得在每个面中，提供于基板表面的一个或多个浅的表面结构改变部分或槽和内部结构改变部分(具有在平行于基板的表面上测得的几μm的直径)得以连接。由于该结构，优选地采用诸如切割机的切断工具，而不是消耗性的切断工具。通过提供结构改变部分，可借助于飞秒激光束来实现用于分离半导体发光器件的方法，该方法采用光吸收部分，如结构改变部分(具有在器件分割面上测得的相当小的面积)。内部结构改变部分不必沿分割线以连续方式提供而形成一个单独部分，大量的结构改变部分优选地形成在预定的分割面中。
本发明可应用于具有等于或大于70μm且小于500μm厚度的基板。另外，脉冲激光束照射使得晶片在很短的时间段内得到处理，且这样处理的晶片可以立即被分割。因此，与例如组合采用划线器和切割器刀片的分离方法相比，可显著缩短总的处理时间。根据本发明，可以容易地提供垂直于基板表面的分割面，由此提高器件生产量。
多行不连续的内部结构改变部分优选地沿基板的深度方向设置。该结构便于从一个/多个表面结构改变部分或槽的表面经由多行内部结构改变部分形成裂缝，由此使高精度的器件分离得以成功地执行。
当通过脉冲激光束进一步提供附加的内部结构改变部分以使得这些部分沿预定的分割线连续或不连续并且连接到连续的或不连续的表面结构改变部分并随后施加外力时，高精度的器件分离得以成功地执行。
激光束照射优选地由具有平行于预定分割面的电场分量的线性偏振激光束或显示出形成椭圆的电场分量迹线的椭圆偏振的激光束来执行，所述椭圆具有平行于预定分割面的长轴。椭圆偏振被分成电场分量平行于预定分割面的线性偏振和圆偏振。换句话说，由于平行于预定分割面的电场分量，为分割面提供了较宽区域的结构改变部分。
当激光束照射通过具有大数值孔径的透镜执行时，所谓的焦深被减小，由此可防止聚焦部分(斑)在深度方向上延伸。因此，可通过多光子吸收而形成在基板的深度方向上具有小长度的结构改变部分。
特别地，本发明可应用于难以用其它方法以高精度分割的基板，例如蓝宝石基板。
每个结构改变部分设置在聚焦部分。由于结构改变部分具有通过成丝而形成且在深度方向上延伸的腿部，因此可以可靠地分割晶片，将器件的光吸收保持为低。
在内部处理步骤中，腰(激光聚焦部分)沿晶片中的分割线在空间彼此分离，使得腰以虚线状方式排列。光致脆化部分设置在基板中对应于腰的部分。因此，光致脆化部分设置在分割面上并沿分割线在空间上彼此分离，从而形成虚线状图案。光致脆化部分充当其中没有基板材料的凹陷，而设置在两个光致脆化部分之间的部分充当其中存在基板材料的凸起。根据本发明的分离方法，分离的半导体发光器件芯片的每个分割面(即，侧壁)设置有凹陷和凸起。因此，总的光提取效率可通过这样形成的侧壁(分割面)而提高。另外，由于在晶片分割步骤期间为分割面提供了凹陷和凸起，因此不需要附加的提高光提取效率的步骤，且半导体发光器件可以以低成本制造。
附图说明
当结合附图考虑时，参考下面对优选实施例的详细描述，本发明的各种其它目的、特征以及许多附带的优点将更易于理解，在附图中：
图1是晶片的横截面，示意性地示出了本发明的方法；
图2是通过本发明的方法所提供的结构改变部分的SEM图像；
图3A至3E是示出本发明的分割方法的步骤的横截面；
图4是在示例1中形成的分割面的SEM图像，其中图像的一部分被放大；
图5A是在示例1中形成的分割面的SEM图像，其中图像的一部分被放大；
图5B是在比较例1中形成的分割面的SEM图像，其中图像的一部分被放大；
图6A和6B是在比较例2中形成的分割面的SEM图像；
图6C是在示例1中形成的分割面的SEM图像；
图7是LED结构的示意性横截面，其中发光二极管芯片安装在支撑上，提供该横截面是用来说明根据本发明的实施例2的方法；
图8是用于说明包括在本发明的分割方法中的内部处理的示意性视图；
图9是沿图8的线A-A切开的局部切断横截面；
图10A是图9所示的束腰(beam waist)附近区域的放大的示意性视图；
图10B是图10A的横截面轮廓(C-C)；
图11A是用于说明两个内部处理步骤的腰区域的示意性视图；
图11B是图11A的横截面轮廓(E-E)；
图12是用于说明包括在本发明的分割方法中的开槽步骤的示意性视图；
图13A和13B是沿图12的线B-B切开的放大的局部切断横截面；
图14是开槽之后的晶片的透视图；
图15是晶片的示意性视图，用于示出本发明的分割方法的原理；
图16是用于示出上述示例的工艺条件的示意性视图，其中蓝宝石基板按照本发明的分割方法来分割；
图17是根据本发明的分割方法在示例中提供的蓝宝石基板的分割面的显微图像；以及
图18是用于执行包括在本发明的分割方法中的内部处理步骤和开槽步骤的分割设备的框图。
具体实施方式
下面将描述本发明的实施例1。
本发明中采用的飞秒激光束可借助于例如在日本专利第3283265号中公开的设备来产生。当然，也可以采用任何其它公知的设备。
对结构改变部分的尺度没有特定的限制。然而，每个部分优选地具有在平行于基板表面的表面上测得的1至10μm的斑直径，较优选地为1至4μm，更优选地为1.5至3μm。斑直径受调谐能量、激光束直径或所采用的物镜的数值孔径的控制。另外，斑长度(在深度方向上)也被确定。在结构改变部分，腿部可在斑形成之前形成。腿部通过被称为成丝的自聚焦行为形成。这样形成的结构改变部分的腿部是优选的，原因在于该腿部在施加外力期间用作开裂的起始部分。由于所述腿部不再进一步扩展，因此得到高精度的分割面。
在下面所描述的示例1中，结构改变部分具有在平行于基板表面的平面上测得的约2.5μm的斑直径，约5μm的深度方向的斑长度，以及约15μm的腿部长度。脉冲能量(每脉冲的能量)优选地为0.1至10μJ，较优选地为0.5至5μJ，更优选地为1至3μJ。当物镜具有大的数值孔径时，可容易地减小束直径。而且，当物镜具有大的数值孔径时，可减小焦深，由此可缩短斑长度。物镜的数值孔径为0.4或以上，优选地0.5或以上，较优选地0.6或以上。
值得注意的是，数值孔径不必超过1，且较优选地为0.8或以下。两个结构改变部分之间的深度方向上的间距(包括腿部的第一结构改变部分的最低水平和第一部分之下的第二结构改变部分的最上水平之间的长度)优选地为1μm至50μm。根据本发明，每个结构改变部分具有小尺度。因此，当两个结构改变部分之间在深度方向上的间距超过50μm时，基板难以分割，而当需要深度方向上的间距小于1μm时，分割一个基板所需的结构改变部分的行数必须增加，从而导致长的制造时间。因此，两个结构改变部分之间的深度方向上的间距优选地为2μm至30μm，较优选地为5μm至10μm。
在分割线方向上不连续的结构改变部分之间的节距优选地被控制为使一个结构改变部分不连接到相邻的部分。从另一个角度上说，该间距优选地被控制为使彼此相邻的两个结构改变部分通过开裂而得到充分分割。在这点上，当在平行于基板表面的平面上测得的结构改变部分的最大直径为1时，结构改变部分之间的节距优选地为1.2至8，较优选地为1.5至6，更优选地为2至4。在下文的示例1中，结构改变部分具有在平行于基板表面的平面上测得的约2.5μm的斑直径。因此，节距优选地为5μm(结构改变部分之间的间距约2.5μm)。
一个/多个表面结构改变部分可以是连续的或不连续的。当一个/多个表面结构改变部分连续时，该一个/多个部分形成槽。沿分割线方向的该一个/多个表面结构改变部分优选地具有约0.5至30μm的深度。当一个/多个表面结构改变部分过浅时，分割是困难的，而当其过深时，侧壁的面积增加。这样，一个/多个表面结构改变部分的深度较优选地为1至15μm。激光束优选地为在分割线方向偏振的线性偏振激光束。
图1是用于示意性地示出本发明的分离半导体发光器件的方法的晶片的横截面。如图1所示，在蓝宝石基板10的表面12上，基于III族氮化物的化合物的半导体发光器件30通过外延生长、形成电极以及其它步骤来形成。经由蓝宝石基板10的另一表面11，飞秒脉冲激光束41通过利用物镜40而聚焦在蓝宝石基板10的预定深度处。激光束照射引起在聚焦部分的多光子吸收，由此提供内部结构改变部分51、52、53和54，以及作为一个/多个表面结构改变部分的槽50。图1是垂直于预定分割面(在前后方向上垂直于图1)以及蓝宝石基板10的表面11和12的横截面。分割线是预定分割面和蓝宝石基板10的表面11之间的交线，该线在相对于图1的前后方向上连续。槽50沿分割线形成。结构改变部分51连接到槽50并在分割线方向上延伸。结构改变部分52在蓝宝石基板10的深度方向上未连接到结构改变部分51和53，并沿分割线方向以离散方式设置。类似地，在蓝宝石基板的深度方向上，结构改变部分53和54未分别连接到结构改变部分52和53，且沿分割线方向以离散方式设置。分割面上的结构改变部分52至54的轮廓在下文中示出。
图2是示出根据本发明由飞秒脉冲激光束提供的槽50和结构改变部分51至54的SEM图像。从图2中可清楚地看到，所提供的结构改变部分具有相当小的宽度。
示例1
图3A至3E示出了根据本发明的一个特定示例的包括在用于分离半导体发光器件的方法中的步骤。如图3A所示，基于III族氮化物的化合物的半导体发光器件30通过外延生长、电极形成以及其它步骤形成在具有140μm厚度的蓝宝石基板10的一个表面12上。随后，分割线附近对于分离基于III族氮化物的化合物的半导体发光器件30不必要的部分通过蚀刻而去除(图3B)。
接下来，胶带(adhesive tape)60被附着到其上形成有基于III族氮化物的化合物的半导体发光器件30的蓝宝石基板10的表面，且飞秒脉冲激光束在作为蓝宝石基板10的背面的表面11上扫描，由此形成槽50以及结构改变部分51至54。
所采用的飞秒脉冲激光束被控制为下面的条件：1μm波长、500fs脉冲宽度、100kHz脉冲频率以及1.5μJ/脉冲的脉冲能量。线性偏振分量被调节成平行于预定的分割面。所采用的物镜具有0.65的数值孔径。上述的激光束在蓝宝石基板10的表面11上扫描。当形成槽50和结构改变部分51时，扫描速度调节为250mm/s，而当形成结构改变部分52至54时，扫描速度调节为500mm/s。在槽50形成期间，将焦点调节到距表面11为0μm，在结构改变部分51形成期间为5μm，在结构改变部分52形成期间为25μm，在结构改变部分53形成期间为55μm，结构改变部分54形成期间为85μm。值得注意的是，结构改变部分54、结构改变部分53、结构改变部分52、槽50以及结构改变部分51以该次序顺序形成(图3C和3D)。
然后，将晶片翻转，且借助于切断刀片将外力施加到其上已经形成III族氮化物化合物的半导体发光器件30且附着有胶带60的蓝宝石基板10的表面，由此分割晶片以提供单独的器件(图3E)。每个分割面与预定的分割面重合，且垂直于蓝宝石基板10的表面11和12。与借助于切割机和划线器来分离器件的情况相比，这样形成的分割面具有更高的平坦度。通过采用该过程，可以分割厚的基板。
图4是分割面的SEM图像。如图4所示，每个都具有20μm宽度的结构改变部分52至54以10μm的间距清晰地排列在深度方向上。每脉冲所提供的单独的结构改变部分包括头部H(直径：约2.5μm，长度：约5μm)以及腿部L(直径：约0.6μm，长度：约15μm)。在分割基板期间，裂缝从一个结构改变部分传播到相邻的部分。在分割线方向上彼此相邻的两个结构改变部分之间的节距为5μm。具有约15μm长度的腿部通过“成丝”形成，该“成丝”通过利用所形成的具有直径约2.5μm且长度约5μm的头部、经由激光束的聚焦而发生。已发现，在裂缝沿分割线方向发展之后，深度方向上的开裂以很高的面精度发生。
比较例1
示例1的分离过程被重复，除了脉冲激光束的偏振方向被改变，使得线性偏振分量包括在垂直于分割面的方向上。图5B是该分割面的SEM图像。图5A的SEM图像是图4的放大图像。当线性偏振分量包括在垂直于分割面的方向上时，分割线方向上的结构改变部分的宽度相对小，且沿分割线方向没有开裂从结构改变部分发生。因此，通过采用具有平行于分割面的线性偏振分量的脉冲激光束，利用较小的外力就可以容易地实现基板的分割。
比较例2
物镜的数值孔径变为0.2或0.4。在上述条件下由激光束切割的蓝宝石基板的横截面在图6A和6B中示出。在比较例2中，只提供了一行结构改变部分。当物镜具有0.2的数值孔径时，一行结构改变部分被形成为厚度≥基板厚度的1/2(图6A)，而当物镜具有0.4的数值孔径时，一行结构改变部分被形成为厚度约为基板厚度的1/3(图6B)。在这两种情况下(0.2和0.4的数值孔径)，所提供的激光束的精度差，且所形成的分割面的平坦度差。另外，由于大量的部分在激光分割期间被去除，因此数值孔径(0.2和0.4)不能应用于小器件芯片的分离。而且，产生了不期望的裂缝。与图6C相比(图4的缩小的图像)，已发现为获得充分的聚焦，物镜具有0.5或以上的数值孔径。
接下来描述本发明的实施例2。
实施例2涉及根据本发明的用于分离发光二极管芯片的方法。图7示出了LED的配置，其中发光二极管芯片安装在支撑上，且按照本发明的一个实施例来处理该LED。值得注意的是，图7是示意性视图，横向/竖直尺度和层厚度不反映实际值。实际上，透明基板101具有约100μm数量级的厚度，且作为包括发光层的堆叠层的半导体层102具有约1μm的厚度。发光二极管芯片103包括透明基板101和半导体层102。所采用的透明基板101由蓝宝石制成。作为包括发光层的堆叠氮化物半导体层的半导体层102形成在蓝宝石基板101的第一表面111’上，而透明基板101的第二表面111借助于粘合剂105附着到支撑106的杯状物的底部。在图7中，支撑106为引线框(lead frame)。晶片的分割面112和112’以及晶片的分割面113和113’(未图示，但沿前后方向提供，所有的分割面与透明基板101的第一和第二表面111’和111垂直相交)设置有凹陷和凸起。作为欧姆电极的正电极104以及负电极104形成在由氮化物半导体形成的半导体层102上。欧姆电极104通过线接合连接到引线框106。
对透明基板101的材料没有特定的限制，且可以采用任何基板，只要该基板允许半导体晶体生长以便形成半导体层102。可采用的基板的示例包括由氧化物如蓝宝石或尖晶石制成的透明绝缘基板，以及由半导体如氧化锌或氮化镓制成的透明基板。由这种材料制成的透明基板101透射从形成在第一表面111’上的半导体层102发射的光。这里所使用的术语“透明”指一透明度，该透明度允许透射从发光二极管发射的大部分光，就所发射的光量而言即80％或更多，理想地90％或更多。
形成在透明基板101的第一表面111’上的半导体层102具有例如双异结构(double-hetero structure)，其中n-型GaN接触层、n-型AlGaN覆层、InGaN有源层、p-型AlGaN覆层、p-型GaN层以及其它层以该次序堆叠。可替选地，半导体层102可包括具有pn结的单异结构、同性结构(homo structure)或者具有作为i-层的发光层的MIS结构。
向透明基板101的分割面112和112’以及与分割面112和112’相交的两个分割面提供凹陷和凸起可通过湿刻蚀、光刻或类似技术来执行。然而，如下文所提到的，凹陷和凸起优选地在通过根据本发明的分割晶片的方法来分割期间提供。通过采用这种方式，不需要附加的凹陷和凸起形成步骤，由此减少了芯片制造成本。
用于将透明基板101的第二表面111接合到支撑106的粘合剂105可以由聚合体材料形成。优选地，该粘合剂为包含金属的传导材料，这是因为该材料将发光二极管芯片103的热有效地传送到支撑106。本发明中采用的传导材料粘合剂的示例包括银膏和In膏。
支撑106可由多种材料制成。该支撑的示例包括金属支撑如引线框和杆(stem)，以及陶瓷支撑如氧化铝基板。发光二极管芯片103通过利用粘合剂105安装在上述支撑106的第二表面111上。换句话说，二极管芯片以正装方式安装。
如图7所示以及由箭头所指示，在本发明所处理的LED中，从透明半导体层102所发射的光透射过透明蓝宝石基板101并到达四个面，即分割面112和112’以及与分割面112和112’垂直相交的两个分割面。当分割面为镜表面时，以大于临界角的入射角进入的入射光不能发射到外部。然而，根据本发明，由于分割面设置有凹陷和凸起，因此以大于临界角的入射角进入的入射光在设置有凹陷和凸起的面上也能发射到外部，而不受临界角条件的约束。因此，可提高光提取效率(外量子效率)。
本发明中分离的发光二极管芯片显示出经由分割面的高的光提取效率。因此，安装类型不局限于图7所示的正装方式。即使当发光二极管芯片采用电极104向着支撑106而向下得到支持的倒装芯片接合结构时，所发射的光也可以被有效地提取到外部。
接下来将描述用于将晶片分割成单独的芯片的方法。该晶片包括蓝宝石基板，其上堆叠有包含发光层的半导体层，且其已被图案化以便提供分离的发光器件。
<内部处理步骤>
将参考图8至11来描述内部处理步骤。在图8中，晶片为其上形成有图案化的半导体层120的蓝宝石基板110。在其上没有堆叠半导体层120的第二表面111上，分割线115如虚线所指示而被预先确定。分割线115被预先确定为使得该线穿过其上已堆叠了半导体层120的第一表面111’上的半导体层120。所采用的激光束具有这样的波长，其使得不引起包括在晶片100中的蓝宝石基板110的线性吸收。所采用的激光设备为例如基于掺杂稀土的锁模光纤激光器的飞秒激光设备。在该示例中，采用了具有400fs脉冲宽度的短脉冲激光束130。如图8所示，短脉冲激光束130借助于如图9所示的聚光透镜聚焦并进入蓝宝石衬底110的第二表面111。如图9所示，激光束130垂直进入第二表面111并借助于聚光透镜200聚焦，使得激光束130的腰131出现在基板101的内部。在执行内部处理步骤之前，光具座(optical bench)借助于下文将提到的处理设备(图18)的驱动部件沿Z-轴轻微地移动，由此调节蓝宝石基板110的第二表面111和聚光透镜200之间的间距。通过该过程，在距基板110的第二表面111的预定深度处实现了激光束130的束腰131。
在垂直于第二表面111的方向(深度方向)上，借助于聚光透镜200聚焦的短脉冲激光束130的腰131的预定位置d0通过如下过程预先确定(图10)。首先，聚光透镜200的焦点和位置被如此调节，使得通过聚光透镜200的照射源的光在基板110的第二表面111上形成斑(聚焦光部分)。随后，聚光透镜200向基板110的第二表面111移动预定距离d。该预定移动距离d由下式来表示：
d＝d0/n(λ)            (1)；
其中，d0表示预定距离，n(λ)表示基板110对波长为λ的激光束130的折射率。
在腰131被预先确定于具有200μm厚度的基板110中距第二表面111为80μm的深度的特定情况下，根据d0(80μm)和n(λ)(1.75)计算出d为45.7μm。这样，通过将聚光透镜200向第二表面111移动45.7μm，聚光透镜200在第二表面111上的焦点被移到距基板表面80μm的深度。
在这样确定的焦点，如图8所示，短脉冲激光束130的光轴OL沿蓝宝石基板110的第二表面111上的预定分割线115的方向相对于第二表面111以预定的内部处理速度Vin向箭头D移动。图9中为沿图8的线A-A切开的局部切断横截面，分割线115平行于图9所示的横截面。如图8所示以及由X所指示的，短脉冲激光束130的脉冲束经由基板110的第二表面111以间距L进入图10所示的腰S和S’(激光束照射部分)。距离L由下式给出：
L＝Vin/R            (2)；
其中，R表示激光束130的脉冲重复频率，Vin表示内部处理速度。
图10A和10B是图9所示的束腰部的放大的示意性视图。实线对表示在某一时刻由脉冲束所提供的束腰的形状，虚线表示由后一频率的脉冲束所提供的束腰的形状。如现在在图10A所示，由聚光透镜(未示出)聚焦的短脉冲激光束130的一个脉冲束在蓝宝石基板110的深度d0处形成腰部S。当腰部S被具有高功率密度例如5TW/cm2的光束照射时，引起多光子吸收，从而导致光致脆化。当脉冲宽度为400fs时，5TW/cm2的功率密度对应于2J/cm2的能量密度。
当激光束为单模束时，束腰的斑直径(2W0)由下式来表示：
2W0＝(4λ/π)(f/2a)        (3)；
其中，f表示聚光透镜200的焦距，2a表示进入聚光透镜的激光束130的束直径。
前述的预定内部处理速度Vin被确定为使彼此相邻的腰斑或腰部S和S’在空间上分离。为了满足该条件，必须满足L＞2W0的关系式，且根据等式(2)计算得出，要求Vin＞2W0·R。
在如图10A所示腰部S和S’被分离，且在如下文将提到的通过将楔形物驱动到分割线115来分割晶片的情况下，如果满足Vin＞2W0·R，则得到图10A中所示的横截面。
在图10A中的C-C截面(平行于第二表面111的平面)中，如图10B所示，光致脆化部分S和S’采取了凹陷的形式(没有基板材料的部分)，且S和S’之间的部分采取了凸起的形式(存在基板材料的部分)。在图10A中，只示出了两个通过激光束提供的光致脆化部分S和S’。然而，显然，由于短脉冲激光束130的光轴OL沿分割线115以内部处理速度Vin在箭头D指示的方向上相对运动，因此光致脆化部分被依次提供。换句话说，光致脆化部分(S和S’)沿分割线115在横向方向上被重复提供。
优选地，执行第一内部处理步骤，其中束腰131位于距第二表面111为d0的深度，随后执行第二内部处理步骤，其中束腰131位于d1(＜d0)。通过该过程，为分割面112提供了两行腰部S(图11A)。由于每个分割面具有面积增大的凹陷和凸起，可提高经由分割面的光提取效率。值得注意的是，在下文中所描述的示例2中，束腰位置顺序地向上(向着第二表面111)提升，并且总共执行19个内部处理步骤。
图11B是沿线E-E切开的图11A的横截面。当形成两行腰部时，还在厚度方向上为分割面提供了凹陷和凸起。一个凹陷具有几乎等于2Zr的宽度，其为腰部S在深度方向上的宽度。当采用瑞利(Rayleigh)范围时，Zr表示使借助于聚光透镜聚焦的单模激光束(高斯束)的束直径落在腰131的斑直径的21/2内。瑞利范围Zr由下式来表示：
Zr＝(4λ/π)(f/2a)2            (4)；
例如，当具有1.045μm波长λ的激光束在NA为0.65时被聚焦时，Zr为2.4μm(f＝4mm且2a＝3mm)，而当NA为0.24时，Zr为59μm(f＝20mm且2a＝3mm)。因此，NA越大，则Zr越小，而NA越小，则Zr越大。
本发明的发明人所进行的实验表明，从经由分割面的光提取效率的角度来看，优选地NA为0.3或以上。较为优选地是，NA为0.4或以上。值得注意的是，在下文将要提到的开槽步骤在内部处理步骤之后执行的情况下，0.5或以上的NA是优选的。即使当第二表面111的表面部分已经开槽时，激光束也可以通过所提供的槽来有效地聚焦。当NA大时，槽对聚焦束的反射降低。
<开槽步骤>
将参考图12至14来描述开槽步骤。在图12至14中，标号110表示蓝宝石基板，而120表示图案化的半导体层。在图12中，115表示在没有堆叠半导体层120的第二表面111上由虚线指示的分割线。在其上堆叠有半导体层120的第一表面111’上，分割线115被提供为使得该线穿过半导体层120。在执行开槽步骤之前，光具座借助于下文中将要提到的处理设备(图18)的驱动部件沿Z-轴轻微地移动，由此调节蓝宝石基板的第二表面111与聚光透镜200之间的间距。通过该过程，在基板110的第二表面111或表面部分实现了激光束130的束腰131。例如，如图13B所示，腰131位于距第二表面111为δ的深度。
通过利用照射源将聚光透镜200聚焦于基板110的第二表面111上，已借助聚光透镜200聚焦的短脉冲激光束130被设置到第二表面111上的腰131。然后，聚光透镜200向基板110的第二表面111移动预定距离d。通过该过程，已借助聚光透镜200聚焦的短脉冲激光束130的腰131被设置在距第二表面111为δ的深度。d通过等式(1)来计算(d0＝δ)。
如图12所示以及由虚线所指示，短脉冲激光束130的光轴OL相对于第二表面111沿蓝宝石基板110的第二表面111上的预定分割线115以预定的开槽速度Vm向箭头D移动。图13为沿图12的线B-B切开的局部切断横截面，其中移动方向为图13中给出的横截面的左右方向。在扫描期间，彼此相邻的激光束130的脉冲束斑处于接触状态或部分重叠状态。在图12中，由圆圈(O)所表示的基板110的第二表面111上的这些斑彼此接触或部分重叠。开槽速度(激光束130的扫描速度)Vm被预先确定，使得这些斑满足上述条件。
预定的开槽速度Vm被确定成使得彼此相邻的腰部S和S’在空间上处于接触状态或部分重叠状态。为了达到该状态，必须满足Vm≤2W0·R。当满足Vm＝2W0·R时，腰部S和S’处于接触状态，如图13A所示，而当满足Vm＜2W0·R时，腰部S和S’重叠。
图13A和13B是束腰部的放大的示意性视图。实线对表示在某一时刻由脉冲束所提供的束腰的形状，而虚线表示由后一频率的脉冲束所提供的束腰的形状。如现在在图13A中所示，由聚光透镜(未示出)聚焦的短脉冲激光束130的一个脉冲束在蓝宝石基板110的第二表面111上或在蓝宝石基板110中δ的深度形成腰部S。当腰部S被具有高功率密度例如5TW/cm2的光束照射时，引起多光子吸收，从而导致光致脆化。当脉冲宽度为400fs时，5TW/cm2的功率密度对应于2J/cm2的能量密度。
例如，当满足Vm＝2W0·R时，腰部S和S’处于如图13A中所示的接触状态，且光致脆化部分被继续，以形成如图14所示的槽116。值得注意的是，在开槽步骤中，基板材料的粒子和蒸汽从光致脆化部分发射到外部。然而，由于第二表面111未设置半导体层120，可能出现的碎屑并不影响表面。
在下文中将要提到的示例2中，如图13A所示，当束腰位于基板110的第二表面111上时执行第一开槽步骤，然后当束腰移到距第二表面111为3μm的深度时，执行进一步的开槽，由此形成较深的槽。由于这样的深槽，分割可以更容易地执行。
<分割步骤>
参考图15，将描述通过利用在内部处理步骤中提供的光致脆化部分和在开槽步骤中提供的槽来分割晶片的步骤。在图15中，参考标号110表示蓝宝石基板，120表示图案化的半导体层。参考标号116表示沿分割线提供在蓝宝石基板110上的槽。首先，如图15所示以及由箭头117所指示，沿槽116的晶片的两侧被支持或固定，其中槽116沿晶片100上的分割线提供，晶片100已经经历内部脆化和分割线槽的形成。如图15中所示以及由箭头118所指示，使诸如切断刀片(未示出)的刀片的尖端与对应于槽116的基板110的第一表面的部分邻接。该晶片由刀片施压以由此将应力集中在槽116上，由此可以简单且容易地沿分割线分割晶片100。
然后，参考图18来描述根据本发明的用于执行分割方法的分割设备。该分割设备具有包括如下的光学系统：激光设备150，用于产生激光束130；遮光器154，用于控制激光束130的开-关；分色镜155，其透射激光束130；以及聚光透镜200，用于对已通过分色镜155的激光束130进行聚焦。该分割设备具有包括以下的机械系统：工作台157，其上放置有晶片100，该晶片是工件，且由聚光透镜200聚焦到该晶片的激光束130被使得沿Z-轴方向进入；X-轴台171，用于使工作台157在X-轴方向上移动；Y-轴台172，用于使工作台157在Y-轴方向上移动，Y-轴方向与X-轴方向正交；以及Z-轴台173，用于使工作台157在Z-轴方向上移动，Z-轴方向正交于X-轴和Y-轴方向。该分割设备还具有用于控制上述系统的个人计算机180。
该分割设备还包括检查光源163，用于发射可见光来照亮放置在工作台157上的晶片100以进行检查；半镜(half mirror)156，用于使从检查光源163发出的可见光弯曲90°，以使该光进入分色镜155；CCD相机162，用于通过利用聚光透镜200、分色镜155以及半镜156来拾取晶片100的图像。
分割设备还包括：光具座164，其支持激光设备150、遮光器154、分色镜155、聚光透镜200、半镜156、检查光源163和CCD相机162；以及驱动单元161，用于在Z-轴方向上驱动光具座164。
遮光器154、检查光源163、CCD相机162和驱动单元161连接到控制用个人计算机180。个人计算机180控制遮光器154和检查光源163的开-关、CCD相机162所拾取的图像的处理以及驱动单元161的驱动。因此，根据控制用个人计算机180所发出的命令，激光束130的腰131(焦点)由CCD相机162成像，且该图像可在控制用个人计算机180的监视器上观察到。
激光设备150包括振荡模块151；光纤153，经振荡模块151振荡的激光束经由该光纤传播；放大模块152，用于放大通过光纤153传播的激光束；以及激光控制器154，用于控制由振荡模块所提供的激光束的输出、脉冲宽度以及频率。激光控制器154连接到个人计算机180，且通过个人计算机180所发出的命令来工作。振荡模块151包括同时掺杂Er和Yb的锁模光纤激光器；光纤扩展器，用于接收经光纤激光器振荡的脉冲激光束，并输出经扩展的脉冲激光束；脉冲选择器，用于接收经扩展的脉冲激光束并选择脉冲；以及光纤前置放大器，用于接收经扩展和选择的脉冲激光束，并输出放大的脉冲激光束。放大模块152包括光纤主放大器，用于接收由振荡模块151经由光纤153所提供的脉冲激光束，并进一步放大该束；以及压缩器，用于接收放大的脉冲激光束并输出压缩的脉冲激光束。放大模块152附着于光具座164，使得激光束130沿Z-轴方向发射。放大模块152发射激光束L，该激光束具有1,045nm的波长、250mW的平均输出功率、400至600fs的脉冲宽度以及50至200kHz的重复频率。
激光设备150并不局限于前述的激光设备，可以采用任何激光设备，只要该设备实现300至1,800nm的波长、10fs至10ps的脉冲宽度以及50kHz至10MHz的重复频率即可。例如，也可以采用再生-放大Ti：蓝宝石激光设备或类似的激光设备。激光设备150优选地输出具有700至1,600nm波长、50fs至2ps脉冲宽度以及50至300kHz重复频率的激光束。当采用具有上述特性的激光束时，分割面的凹陷和凸起的光吸收减少，由此可进一步提高经由分割面的光提取效率。
接下来对前述的分割设备的操作过程进行描述。首先，关闭遮光器154，且激光设备150以预定的重复频率工作。然后，打开遮光器154，且借助于控制器154来控制振荡模块151，使得透射过聚光透镜200的激光束130具有预定的脉冲能量。
随后，关闭遮光器154，且将晶片100放置在工作台157上，使得分割线115沿X-轴方向取向。然后，激励检查光源163，且移动X-轴台171和Y-轴台172，使得焦点被设置到第二表面111的分割线115，同时借助CCD相机162来观察晶片100的第二表面111。借助于驱动单元161在Z-轴方向上轻微地移动光具座164。
随后，借助驱动单元161将光具座164向下移动到第二表面111，使得腰131位于距第二表面111的预定深度d0。
随后，打开遮光器154，且借助X-轴台171以预定速度Vin在X-轴方向上移动晶片100，同时用聚焦的激光束130对腰进行照射。当晶片100移动了预定距离时，关闭遮光器154。
随后，借助驱动单元161从第二表面111向上移动光具座164，使得腰131位于距第二表面111的预定深度d1(＜d0)。
随后，打开遮光器154，且借助X-轴台171以预定速度Vin在X-轴方向上移动晶片100，同时用聚焦的激光束130对腰进行照射。当晶片100移动了预定距离时，关闭遮光器154。
随后，借助驱动单元161从第二表面111向上移动光具座164，使得腰131位于第一表面111’。
随后，打开遮光器154，且借助X-轴台171以预定速度Vm在X-轴方向上移动晶片100，同时用聚焦的激光束130对腰进行照射。当晶片100移动了预定距离时，关闭遮光器154。
示例2
如图16所示，依次执行内部脆化步骤1至19。然后，执行步骤20和21以形成槽。该工艺在如下条件下执行：
工件：蓝宝石单晶体(厚度：t＝500μm)
激光设备：同时掺杂Er、Yb的锁模光纤激光器基飞秒激光设备
波长：1.045μm
脉冲宽度：400fs
脉冲重复频率：100kHz
聚光透镜：数值孔径0.65，以及焦距4mm
经过聚光透镜后的脉冲能量：1.5μJ
束腰处的能流(fluence)：160J/cm2(计算值)
束腰处的功率密度：400TW/cm2(计算值)
激光束入射面：蓝宝石晶体的c-平面(图16中的第二表面111)
激光束入射方向：正交于C-平面(图16中由白箭头指示的方向)
内部脆化步骤的数量：19行(图16中的行1至19)
第一行腰的位置：距入射面469μm的深度(厚度方向)(计算的腰位置。当聚光透镜的焦点位于入射面，然后将聚光透镜向入射面移动268μm时获得该值)
内部脆化的间距：24.5μm(计算的腰间间距。当先前的内部脆化步骤完成后，将聚光透镜从入射面移动14μm时得到该值。)
内部脆化的速度Vin：400mm/s
开槽步骤：2行(图16中的行20和21)
行-20腰的位置：入射面
行-21腰的位置：当聚光透镜的焦点位于入射面，然后将该聚光透镜向入射面移动3μm时获得的位置
开槽速度Vm：200mm/s
图17是蓝宝石基板的分割面的显微图像。基板在上述条件下经历内部脆化和开槽，且借助于切断刀片来分割，该切断刀片被使得与晶片邻接并被施压。在该图像中，在深度方向上具有相当长度的白色区域示出了光致脆化部分。该光致脆化部分离散设置并由未处理的区域(黑色部分)隔离。白色部分采取凹陷的形式(在图像中的前后方向，即，垂直于分割面的方向)。发现该凹陷具有约1μm的深度。该凹陷在激光扫描方向上的节距是4至5μm。
经由分割面的光提取效率被确定。在晶片的四个侧面(即第二表面111和第一表面111’除外)中，三个面是镜面抛光的，而测量剩下的面的光提取效率。具体而言，蓝LED(表面安装型)利用UV固化粘合剂(折射率：1.55)接合到第一表面111’。通过测量面所发射的光量被确定。结果是，发现光提取效率提高了6％。

Claims (25)

1.一种用于分离形成于基板上的半导体发光器件的方法，所述方法包括：
将具有小于10ps的脉冲宽度的脉冲激光束聚焦在所述基板中，以由此引起所述基板中的多光子吸收；
借助于所述脉冲激光束沿所述基板的表面上的预定分割线形成表面结构改变部分；
通过所述脉冲激光束在所述基板的预定深度处的预定分割面上形成内部结构改变部分，所述内部结构改变部分在所述预定分割线的方向上是不连续的；以及
施加外力以由此沿所述表面结构改变部分和所述不连续的内部结构改变部分形成分割面，由此使所述半导体发光器件彼此分离。
2.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述表面结构改变部分沿所述分割线被不连续地分离成多段。
3.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述表面结构改变部分是连续的，以便沿所述分割线形成槽。
4.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述不连续的内部结构改变部分中的两行或多行沿所述基板的深度方向形成。
5.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，附加的内部结构改变部分通过脉冲激光束沿所述分割线形成，使得所述附加的内部结构改变部分在深度方向上连接到所述表面结构改变部分，并且随后施加外力。
6.如权利要求3中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，附加的内部结构改变部分通过脉冲激光束形成，使得所述内部结构改变部分沿所述分割线是连续的并在深度方向上连接到所述连续的槽，并且随后施加外力。
7.如权利要求4中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，附加的内部结构改变部分通过脉冲激光束沿所述分割线形成，使得所述附加的内部结构改变部分在深度方向上连接到所述表面结构改变部分，并且随后施加外力。
8.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述照射的激光束是具有平行于所述预定分割面的电场分量的线性偏振激光束，或者显示出形成椭圆的电场分量迹线的椭圆偏振激光束，所述椭圆具有平行于所述预定分割面的长轴。
9.如权利要求4中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述照射的激光束是具有平行于所述预定分割面的电场分量的线性偏振激光束，或者显示出形成椭圆的电场分量迹线的椭圆偏振激光束，所述椭圆具有平行于所述预定分割面的长轴。
10.如权利要求5中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述照射的激光束是具有平行于所述预定分割面的电场分量的线性偏振激光束，或者显示出形成椭圆的电场分量迹线的椭圆偏振激光束，所述椭圆具有平行于所述预定分割面的长轴。
11.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述激光束通过具有0.5或以上的数值孔径的物镜照射。
12.如权利要求4中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述激光束通过具有0.5或以上的数值孔径的物镜照射。
13.如权利要求5中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述激光束通过具有0.5或以上的数值孔径的物镜照射。
14.如权利要求8中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述激光束通过具有0.5或以上的数值孔径的物镜照射。
15.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述基板是蓝宝石基板。
16.如权利要求14中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述基板是蓝宝石基板。
17.如权利要求1中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述内部结构改变部分每个都包括：头部，其形成在所述脉冲激光束的焦点位置，且具有平行于基板表面的1.5μm或以上的直径；以及腿部，其从所述头部沿所述照射的脉冲激光束通过成丝而延伸，且具有平行于所述基板表面的0.8μm或以上的直径。
18.如权利要求4中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述内部结构改变部分每个都包括：头部，其形成在所述脉冲激光束的焦点位置，且具有平行于基板表面的1.5μm或以上的直径；以及腿部，其从所述头部沿所述照射的脉冲激光束通过成丝而延伸，且具有平行于所述基板表面的0.8μm或以上的直径。
19.如权利要求5中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述内部结构改变部分每个都包括：头部，其形成在所述脉冲激光束的焦点位置，且具有平行于基板表面的1.5μm或以上的直径；以及腿部，其从所述头部沿所述照射的脉冲激光束通过成丝而延伸，且具有平行于所述基板表面的0.8μm或以上的直径。
20.如权利要求8中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述内部结构改变部分每个都包括：头部，其形成在所述脉冲激光束的焦点位置，且具有平行于基板表面的1.5μm或以上的直径；以及腿部，其从所述头部沿所述照射的脉冲激光束通过成丝而延伸，且具有平行于所述基板表面的0.8μm或以上的直径。
21.一种用于分离半导体发光器件的方法，包括将晶片分割成单独的半导体发光器件芯片，所述晶片包括：透明基板，其具有第一表面和平行于所述第一表面的第二表面；以及半导体层，其包含发光层且沉积在所述透明基板的所述第一表面上，其中所述方法包括：
第一内部处理步骤，包括：
使具有确保相对于所述晶片的光学透明度的波长的脉冲激光束通过利用聚光透镜、经由作为入射面的所述第一或第二表面进入所述晶片，而所述聚光透镜的焦点被如此调节，使得腰出现在所述晶片中，所述腰是脉冲激光束聚焦部分；
相对于入射面并沿所述晶片上的预定假想分割线来移动所述脉冲激光束的光轴，使得由所述脉冲激光束提供的所述脉冲束所形成的腰在空间上彼此分离；以及
在所述脉冲激光束的所述脉冲束在所述入射面上的每次入射时，通过多光子吸收使对应于所述腰的所述晶片的部分脆化，以由此形成不连续的光致脆化部分；以及
开槽处理步骤，包括：
调节所述聚光透镜的所述焦点，使得由所述脉冲激光束形成的腰出现在所述晶片的所述入射面的表面部分；
相对于所述入射面并沿所述分割线来移动所述脉冲激光束的所述光轴，使得由所述脉冲激光束提供的所述脉冲束所形成的腰在空间上彼此连接或重叠；以及
在所述脉冲激光束的所述脉冲束在所述入射面上的每次入射时，通过多光子吸收使对应于所述腰的所述晶片的部分脆化，以由此形成连续的槽，其中，
每个所述半导体发光器件芯片都具有设置了凹陷和凸起的分割面。
22.如权利要求21中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中所述方法还包括：
第二内部处理步骤，包括：
调节所述聚光透镜的所述焦点，使得腰出现于在所述第一内部处理步骤中形成的所述光致脆化部分和所述入射面之间；
相对于所述入射面并沿所述晶片上的预定假想分割线来移动所述脉冲激光束的所述光轴，使得由所述脉冲激光束提供的所述脉冲束所形成的腰在空间上彼此分离；以及
在所述脉冲激光束的所述脉冲束在所述入射面上的每次入射时，通过多光子吸收使对应于所述腰的所述晶片的部分脆化，以由此形成不连续的光致脆化部分。
23.如权利要求21中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中所述聚光透镜具有0.3或以上的数值孔径。
24.如权利要求22中所述的用于分离半导体发光器件的方法，其中，所述聚光透镜的所述焦点被如此调节，使得形成于所述第二内部处理步骤中的所述光致脆化部分的上部与形成于所述开槽步骤中的所述槽的底部彼此连接。
25.一种半导体发光器件，包括：透明基板，其具有第一表面和平行于所述第一表面的第二表面；以及半导体层，其包含发光层并沉积在所述第一表面上，其中与晶片分离的所述半导体发光器件具有设置了凹陷和凸起的分割面。
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