CN102079015A - 一种GaAs基LED芯片的激光切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种GaAs基LED芯片的激光切割方法，该方法是在GaAs芯片N面用激光切割形成激光划痕，然后在GaAs芯片P面用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，形成激光划痕的深度为芯片厚度的1/10-4/5。本发明结合激光切割的方法，改变切割方式，采取背划进行激光切割GaAs基LED芯片，最大限度的保留了芯片原材料区域，使发光面积的破坏降至最低，对芯片的产能和芯片亮度都有一个很大的提升。

Description

一种GaAs基LED芯片的激光切割方法

技术领域

本发明涉及砷化镓(GaAs)基发光二极管(LED)芯片的切割工艺，属于半导体芯片切割技术领域。

背景技术

GaAs基LED芯片制备工艺中的切割工艺是将整片芯片分割成单一芯片，目前GaAs基LED芯片切割多使用金刚石刀具进行机械切割。机械切割生产效率低，刀片磨损快，在切割过程中要求对砂轮及芯片不间断喷洒去离子水，生产成本高；且机械切割时刀片直接与芯片接触，芯片侧边容易产生崩边、崩角和裂纹，产品合格率低。

随激光技术的发展激光切割逐渐实用化，其工艺过程是先通过激光在芯片表面灼烧出划痕，然后再用裂片机将芯片沿划痕裂开。激光切割应用于GaAs基LED芯片使生产效率和产品合格率大幅提升，切割过程无需去离子水，降低了生产成本。但传统的激光切割GaAs芯片方法也存在一些问题，例如激光切割产生热效应区域，会破坏原材料甚至会破坏切割处邻近的芯片结构，激光照射区域还会产生难以清除的碎屑，这些都会对芯片品质造成影响。针对这些问题，人们设计划线槽，在划线槽内形成激光划痕，避免激光照射对芯片结构的破坏。中国专利文献CN 101165877A公开了一种《砷化镓晶片的激光加工方法》，沿着砷化镓晶片的间隔道照射激光光线进行烧蚀加工，覆盖碎屑屏蔽膜屏蔽照射激光光线产生的碎屑，最后沿着间隔道切断砷化镓晶片，用来解决产生的碎屑问题。

根据上面提及的无论机械切割还是传统的激光切割，都不是最佳方法。另外，在市场需求驱动下，芯片价格不断降低，尺寸越来越小。而对于机械切割，芯片的每个边都要锯去20-40μm的原材料区域。采用传统激光切割工艺，划线槽宽度一般在15μm-30μm之间，依然会损失不少的原材料区域，破坏一定面积的发光区域，这些都直接影响芯片产能。

发明内容

本发明针对激光切割应用于GaAs基LED芯片时存在的问题，提供一种能够采用激光切割、且不会破坏发光区域的GaAs基LED芯片的激光切割方法。

本发明GaAs基LED芯片的激光切割方法，是在GaAs芯片N面用激光切割形成激光划痕，然后在GaAs芯片P面用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，形成激光划痕的深度为芯片厚度的1/10-4/5，具体包括以下步骤：

(1)将GaAs基LED芯片贴在一张膜上，使芯片的P面朝向这张膜，N面朝上，放置于激光划片机内的转盘上，调节芯片水平，确定芯片切割范围并确定切割道；

(2)将激光器发出的连续激光经过一个修正光路后聚焦到GaAs基LED芯片上表面(即N面)，开始切割，切割深度为芯片厚度的1/10-4/5；所述修正光路包括五个全反镜和四个透视镜，五个全反镜依次设置在激光划片机的激光器和激光头之间，其中三个透视镜并排排列于第二和第三全反镜之间，另一个透视镜位于最后一个全反镜和激光头之间；

(3)将激光划片后的GaAs基LED芯片翻转到另一张膜上，此时芯片N面朝该膜，P面朝上，用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，芯片就被加工成了单独的芯片。

本发明结合激光切割的方法，改变切割方式，采取背划进行激光切割GaAs基LED芯片，最大限度的保留了芯片原材料区域，使发光面积的破坏降至最低，对芯片的产能和芯片亮度都有一个很大的提升。

附图说明

附图是本发明中激光激发射的修正光路示意图。

具体实施方式

本发明的实施例使用Newwave Research AS2112激光划片机进行激光切割，在该激光划片机设置一个如附图所示的修正光路，修正光路包括M1、M2、M3、M4和M5五个全反镜以及P1、P2、P3和P4四个透视镜，五个全反镜依次设置在激光划片机的激光器和激光头之间，其中P1、P2和P3三个透视镜并排排列于全反镜M2和M3之间，透视镜P4位于全反镜M5和激光头之间。划片焦距为0.521-0.543μm，激光功率在1-1.2W，划片速度60-70mm/s。具体操作方法如下：

1.将GaAs基LED芯片贴在一张白膜上，使芯片的P面朝膜，N面朝上，放置于激光划片机内转盘中央，点击″Load New Wafer″，选择芯片尺寸，输入所需功率、速度，本实施例功率选择1.1W，速度设定为70mm/s；

2.待转盘转到固定位置后，点击″Align Wafer″进行调节，通过划片机下方CCD调节水平，确定芯片切割范围并确定切割道；

3.调节完毕，将激光器发出的连续激光经过附图所示修正光路后聚焦到GaAs基LED芯片上表面(即N面)，焦距为0.521μm-0.543μm，开始切割。通过五个全反镜将激光由水平方向变为垂直方向，由激光头发射出去，照射在GaAs基LED芯片N面上，进行切割。激光划片后，芯片N面形成10μm宽、60μm深的划痕。形成的激光划痕的深度为芯片厚度的1/10-4/5。

4.将激光切割后的GaAs基LED芯片翻转到一张蓝膜上，此时芯片N面朝膜，P面朝上，在裂片机上沿划痕进行裂片，芯片被加工成了单独的芯片，至此整个切割过程完成。

本发明具有以下优点：

1.本发明GaAs基LED芯片的激光切割方法，在GaAs芯片N面用激光切割形成激光划痕，避免了激光照射对发光区域的损耗，大大提高了芯片产能和芯片亮度；

2.本发明采取N面切割(背面)方法，避免了激光照射产生碎屑对芯片性能影响，无需保护膜，降低了成本；

3.本发明GaAs基LED芯片的激光切割方法，芯片N面照射激光，P面进行裂片，对切割后的芯片P面外观有很大改善。使切割后的芯片外观整齐无毛刺，边缘效果较好，大大改善了芯片外观。

Claims (1)

1.一种GaAs基LED芯片的激光切割方法，其特征是：在GaAs芯片N面用激光切割形成激光划痕，然后在GaAs芯片P面用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，形成激光划痕的深度为芯片厚度的1/10-4/5，具体包括以下步骤：

(1)将GaAs基LED芯片贴在一张膜上，使芯片的P面朝向这张膜，N面朝上，放置于激光划片机内的转盘上，调节芯片水平，确定芯片切割范围并确定切割道；

(2)将激光器发出的连续激光经过一个修正光路后聚焦到GaAs基LED芯片上表面，开始切割，切割深度为芯片厚度的1/10-4/5；所述修正光路包括五个全反镜和四个透视镜，五个全反镜依次设置在激光划片机的激光器和激光头之间，其中三个透视镜并排排列于第二和第三全反镜之间，另一个透视镜位于最后一个全反镜和激光头之间；

(3)将激光划片后的GaAs基LED芯片翻转到另一张膜上，此时芯片N面朝该膜，P面朝上，用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，芯片就被加工成了单独的芯片。

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