CN102623601A - 半导体元件及其切割方法 - Google Patents
半导体元件及其切割方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102623601A CN102623601A CN2011100611656A CN201110061165A CN102623601A CN 102623601 A CN102623601 A CN 102623601A CN 2011100611656 A CN2011100611656 A CN 2011100611656A CN 201110061165 A CN201110061165 A CN 201110061165A CN 102623601 A CN102623601 A CN 102623601A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- cutting
- luminescent layer
- cut
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 18
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 abstract 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dicing (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种半导体元件及其切割方法。切割方法包括下列步骤。以激光切割形成于基板上的发光层，以形成沟槽于发光层的表面。以刀具切割基板，以形成切割线于基板的背面，切割线与沟槽位于劈裂线上。沿着劈裂线劈开基板以及发光层，以形成断面。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体元件，且特别是涉及一种提高切割良率的半导体元件及其切割方法。
背景技术
传统的发光二极管的切割方式有钻石切割与激光切割两种方式。钻石刀切割于发光二极管芯片的基板背面以钻石刀切割出一道深度数微米的沟槽，再于发光二极管芯片正面对准划线处的沟槽以刀片劈裂，以形成发光二极管管芯。
此外，若以激光切割方式取代钻石刀进行划线程序，因激光划线所划出的沟槽具有高深宽比，因此劈裂后的发光二极管管芯其外观较钻石刀切割方式为佳，又因激光切割方式无钻石刀损耗的问题，因此发光二极管管芯的制造成本较低。
另外，中国台湾专利公开第200826316号「半导体光电元件及其切割方法」中，通过合并激光切割与钻石刀切割来去除半导体光电元件管芯上的焦黑区域并减少钻石刀的损耗，但由于钻石刀的尖端不易维持尖锐状，无法完全集中应力并依照预定的方向断裂，造成管芯的崩角或乱裂的现象，使得管芯的外观不佳，工艺的良率降低。
由于管芯的切割分离已属于发光二极管的后段工艺，因此若是因为切割工艺的品质不良而造成产品的报废，前段工艺等耗时又昂贵的生产成本将付诸流水，所以管芯的切割对于发光二极管等半导体元件的制造具有关键的重要性。
发明内容
本发明有关于一种半导体元件及其切割方法，分别在半导体元件的基板的正面及背面刻划出由激光切割所形成的沟槽以及由刀具切割所形成的切割线，避免劈裂时无应力集中尖点而容易发生管芯崩角或乱裂的情形。
根据本发明的一方面，提出一种切割方法，包括下列步骤。以激光切割形成于基板上的发光层，以形成沟槽于发光层的表面。以刀具切割基板，以形成切割线于基板的背面，切割线与沟槽位于劈裂线上。沿着劈裂线劈开基板以及发光层，以形成断面。
根据本发明的另一方面，提出一种半导体元件，其包括发光层以及基板。发光层配置于基板上，发光层以激光切割后的表面为粗糙面，基板以刀具切割后的表面为倾斜面。粗糙面与倾斜面连接至劈裂时所形成的断面。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1绘示依照实施例的半导体元件的切割方法的流程图。
图2A及图2B绘示依照实施例的半导体元件的切割方法的剖面图。
图3绘示依照实施例的半导体元件的剖面示意图。
附图标记说明
10：激光
12：劈刀
20：半导体元件
100：基板
102：正面
104：背面
106：沟槽
108：切割线
110：发光层
110a：表面
111：电极层
112：P型电极
113：N型电极
114：粗糙面
115：断面
116：倾斜面
A：顶端
B：劈裂线
H：总厚度
具体实施方式
本实施例的半导体元件及其切割方法，是以激光切割方式切割出一道深度数微米的沟槽，其位置对应于由刀具切割所形成的切割线所在的位置上。由于激光形成的沟槽具有高深宽比，因此劈裂时有应力集中尖端(即激光切割尖端)，不易发生崩角或乱裂的情形。
以下以发光二极管的类的半导体元件来介绍其切割方法，发光二极管例如为白光或蓝光发光二极管，其采用的基板例如为氧化铝的蓝宝石基板(sapphire substrate)。切割的刀具例如为质地坚硬的钻石刀，刀具具有尖端。但在本实施例中，刀具的尖端越尖锐，越容易产生磨耗，反而增加半导体元件的制造成本。因此，本实施例以激光切割所形成的高深宽比的沟槽来产生应力尖端，而非以刀具的尖端为劈裂时的参考点。因此刀具的尖端是否尖锐，将不至于大幅影响劈裂后管芯的良率。
请参考图1、图2A及图2B，其中图1绘示依照实施例的切割方法的流程图，图2A及图2B绘示依照实施例的半导体元件的切割方法的剖面图。在图1中，步骤S10是以激光10切割形成于基板100上的发光层110，以形成沟槽106于发光层110的表面110a。步骤S20以刀具(图未绘示)切割基板100，以形成切割线108于基板100的背面104，切割线108与沟槽106位于劈裂线B上，如图2A所示。步骤S30沿着劈裂线B劈开基板100以及发光层110，以形成断面115，如图2B所示。
请参考图2A及图3，其中图3绘示依照实施例的半导体元件的剖面示意图。半导体元件20包括基板100以及发光层110。基板100具有正面102以及背面104。发光层110配置于基板100的正面102，且发光层110上设有电极层111。发光层110的材料可为III-V族化合物的半导体材料，例如为GaN、GaP、InP、InGaAlN、InGaAlP、InGaAlAs、GaAlPAs或其组合。此外，发光层110亦可以其他光电半导体材料所取代，以形成光电半导体元件。电极层111包括P型电极112以及N型电极113。当P型电极112与N型电极113之间存在有电压差时，发光层110中的电流可以轻易地从P型电极112流向N型电极113，以使发光层110致电而发光。在实施例中，当半导体元件20为倒装形态的管芯时，发光层110以基板100的背面104作为主发光面，而发光层110所发出的大部分光线均可穿透基板100，不易被电极层111遮蔽而损失光量。
此外，在步骤S10中，发光层110以激光10切割出一道深度数微米的沟槽106。在步骤S20中，基板100以刀具切割出一道深度数微米的切割线108。步骤S10可在步骤S20之前、之后或同时进行，其顺序可依照实际的需求调整。在实施例中，沟槽106的切割深度小于等于发光层110的厚度。切割线108的切割深度小于基板100的厚度，例如小于基板100的半厚度，使得切割后的总深度仍小于基板100及发光层110的总厚度H，以避免在切割过程中发生断裂。另外，沟槽106的切割深度可小于或大于切割线108的切割深度，可依照实际的需求调整。
在图3中，由于发光层110以激光10切割后的表面为粗糙面114，可阻挡部分光线，避免漏光，并使大部分光线可由基板100的背面104(主发光面)射出，进而提高光取出效率。相对于传统以激光切割基板的背面，容易在背面(主发光面)的周边形成焦黑的环状激光痕，阻挡发光层发出的光线，进而影响光取出效率。因此，本实施例的半导体元件20可增加发光层110在侧面的反射率，并提高背面104(主发光面)的出光率。
此外，在步骤S20中，刀具切割所形成的切割线108具有凹口，例如为V型凹口。凹口的侧壁为双斜面，其顶端A为刀具的尖端所形成。因此，基板100以刀具切割后的表面为倾斜面116。请参考图2B，基板100以及发光层110例如以劈刀12沿着劈裂线B向下施力。由于沟槽106的底部为应力集中尖端(激光切割尖端)，劈裂线B将会沿着沟槽106的底部以最短的距离到达凹口的顶端A，因此劈开后的半导体元件20不易发生崩角或乱裂的情形，而是呈现完整且依照预定的方向断裂的断面115于垂直面上，如图2B所示。
此外，在图3中，断面115的上方连接以激光10切割所形成的沟槽106，而断面115的下方连接以刀具切割所形成的切割线108(凹口的顶端A)，因此，可改善切割后半导体元件20的外观，提高切割的良率。此外，凹口的倾斜面116位于基板100的周围，且相对于基板100的背面104(主发光面)倾斜角度，可将部分出射的光线以较大的角度向外折射，进而增加发光层110的出光角度。
本发明上述实施例所披露的半导体元件及其切割方法，分别在半导体元件的基板的正面及背面刻划出由激光切割所形成的沟槽以及由刀具切割所形成的切割线。沟槽的位置对应于切割线所在的位置上。由于沟槽的底部为应力集中尖端(激光切割尖端)，劈裂线将会沿着沟槽的底部以最短的距离到达凹口的尖端，因此劈开后的半导体元件不易发生崩角或乱裂的情形，而是呈现完整且依照预定的方向断裂的断面。因此，可避免传统刀具的尖端不易维持尖锐状，而造成劈裂时无应力集中尖端而容易发生管芯崩角或乱裂的情形。此外，激光切割所形成的粗糙面可提高发光层在侧面的反射率，并提高主发光面的出光率。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定为准。
Claims (10)
1.一种切割方法，包括：
以激光切割形成于基板上的发光层，以形成沟槽于该发光层的表面；
以刀具切割该基板，以形成切割线于该基板的背面，该切割线与该沟槽位于劈裂线上；以及
沿着该劈裂线劈开该基板以及该发光层，以形成断面。
2.如权利要求1所述的切割方法，其中该沟槽的切割深度小于等于该发光层的厚度。
3.如权利要求1所述的切割方法，其中该切割线的切割深度小于该基板的厚度。
4.如权利要求1所述的切割方法，其中该沟槽的切割深度小于该切割线的切割深度。
5.如权利要求1所述的切割方法，其中该基板以及该发光层以劈刀沿着该劈裂线劈开。
6.如权利要求1所述的切割方法，其中该发光层以激光切割后的表面为粗糙面。
7.如权利要求1所述的切割方法，其中该基板以该刀具切割后的表面为倾斜面。
8.如权利要求1所述的切割方法，其中该发光层是以切割后的该基板的背面为主发光面。
9.一种依权利要求1所述的切割方法制作的半导体元件，包括发光层以及基板，该发光层配置于该基板上，该发光层以激光切割后的表面为粗糙面，该基板以该刀具切割后的表面为倾斜面，该粗糙面与该倾斜面连接至劈裂时所形成的断面。
10.如权利要求9所述的半导体元件，其中该发光层是以切割后的该基板的背面为主发光面。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW100103993A TW201234463A (en) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Semiconductor device and cutting method thereof |
| TW100103993 | 2011-02-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102623601A true CN102623601A (zh) | 2012-08-01 |
Family
ID=46563389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011100611656A Pending CN102623601A (zh) | 2011-02-01 | 2011-03-14 | 半导体元件及其切割方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102623601A (zh) |
| TW (1) | TW201234463A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103022280A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 中国科学院半导体研究所 | 激光钻孔切割异形发光二极管的方法 |
| CN104037278A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-10 | 圆融光电科技有限公司 | Led芯片的制备方法及led芯片 |
| CN104752346A (zh) * | 2013-12-26 | 2015-07-01 | 株式会社迪思科 | 晶片的加工方法 |
| CN104752571A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 晶能光电（江西）有限公司 | 一种晶圆级白光led芯片的切割方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI562264B (en) * | 2012-12-19 | 2016-12-11 | Genesis Photonics Inc | Splitting apparatus and splitting method |
| US11081392B2 (en) * | 2018-09-28 | 2021-08-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Dicing method for stacked semiconductor devices |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI281275B (en) * | 2005-10-12 | 2007-05-11 | Chin-Ming Lin | Light-emitting diode and method for manufacturing the same |
| CN101015070A (zh) * | 2004-08-20 | 2007-08-08 | 昭和电工株式会社 | 制造半导体发光器件的方法以及采用该方法制造的器件 |
-
2011
- 2011-02-01 TW TW100103993A patent/TW201234463A/zh unknown
- 2011-03-14 CN CN2011100611656A patent/CN102623601A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101015070A (zh) * | 2004-08-20 | 2007-08-08 | 昭和电工株式会社 | 制造半导体发光器件的方法以及采用该方法制造的器件 |
| TWI281275B (en) * | 2005-10-12 | 2007-05-11 | Chin-Ming Lin | Light-emitting diode and method for manufacturing the same |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103022280A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 中国科学院半导体研究所 | 激光钻孔切割异形发光二极管的方法 |
| CN104752346A (zh) * | 2013-12-26 | 2015-07-01 | 株式会社迪思科 | 晶片的加工方法 |
| CN104752346B (zh) * | 2013-12-26 | 2019-04-23 | 株式会社迪思科 | 晶片的加工方法 |
| CN104752571A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 晶能光电（江西）有限公司 | 一种晶圆级白光led芯片的切割方法 |
| CN104037278A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-10 | 圆融光电科技有限公司 | Led芯片的制备方法及led芯片 |
| CN104037278B (zh) * | 2014-06-27 | 2017-01-18 | 圆融光电科技有限公司 | Led芯片的制备方法及led芯片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201234463A (en) | 2012-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102623601A (zh) | 半导体元件及其切割方法 | |
| CN102751400B (zh) | 一种含金属背镀的半导体原件的切割方法 | |
| US7652302B2 (en) | Method of making light emitting diode | |
| CN102881783A (zh) | 一种深刻蚀切割发光二极管芯片的方法 | |
| CN100527450C (zh) | 半导体光电组件及其切割方法 | |
| CN104752571A (zh) | 一种晶圆级白光led芯片的切割方法 | |
| US8143081B2 (en) | Method for dicing a diced optoelectronic semiconductor wafer | |
| JP2007087973A (ja) | 窒化物半導体素子の製法およびその方法により得られる窒化物半導体発光素子 | |
| TWI430475B (zh) | 發光二極體的製造方法 | |
| TW201301557A (zh) | 發光元件結構及其製造方法 | |
| CN102751410A (zh) | 具有阶梯式电流阻挡结构的led芯片及其制作方法 | |
| CN105127605A (zh) | 一种蓝宝石衬底led芯片激光切割方法 | |
| CN104078534A (zh) | 一种发光二极管的正面切割工艺 | |
| CN103515491A (zh) | 一种发光二极管的制造方法 | |
| CN101976715B (zh) | 倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺 | |
| CN103943744A (zh) | 一种能提高led光效的芯片加工方法 | |
| CN111900080B (zh) | 一种led芯片的切割方法 | |
| CN105576092A (zh) | 一种发光二极管的制备方法 | |
| JPH10214997A (ja) | ウエハーの分割方法 | |
| KR100815226B1 (ko) | 질화갈륨계 발광 다이오드 소자의 제조방법 | |
| CN102738313B (zh) | 一种提高led芯片出光的芯片切割方法 | |
| CN103311392A (zh) | 一种隐形切割led芯片及其制作方法 | |
| CN103022298B (zh) | 具有导光柱的高压led芯片及其制备方法 | |
| CN105280777B (zh) | Led芯片及制备方法 | |
| CN105679891A (zh) | 一种发光二极管芯片的制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120801 |