CN102990229A - 发光二极管晶圆切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管晶圆切割方法，包括以下步骤：在发光二极管晶圆的衬底背面镀全方位反射镜层；对全方位反射镜层进行紫外激光切割，切割深度大于或等于全方位反射镜层的厚度；在紫外激光切割形成的沟道内进行隐形激光切割。本发明通过对发光二极管晶圆镀全方位反射镜层，可提高发光二极管晶圆封装后的发光亮度，对发光二极管晶圆镀有全方位反射镜层的一面进行紫外激光切割后在形成的沟道中对发光二极管晶圆内部进行隐形激光切割，将激光汇聚于发光二极管晶圆内部，在发光二极管晶圆内部形成变质层，抑制加工碎屑的产生，在发光二极管晶圆总发光亮度不变的情况下进一步提高了发光二极管晶圆封装后的发光亮度，减小亮度衰减。

Description

发光二极管晶圆切割方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种发光二极管晶圆切割方法。
背景技术
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）晶圆是LED的核心部分，LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数都与晶圆有关，LED的相关电路元件的加工与制作都是在晶圆（wafer）上完成的。在应用封装之前需要将晶圆切割成更小尺寸的单颗芯片（die），传统的切割方式是采用砂轮、钻石刀等机械加工，效率低、成本高。
随着市场需求的不断增加，LED制造业对产能、成品率和封装后的发光亮度衰减的要求越来越高。激光加工技术已经成为LED制造业首要的工具，成为高亮度LED晶圆加工的行业标准。利用紫外激光切割技术，即采用紫外激光非接触式激光冷加工技术对LED晶圆进行切割已成为主要的切割方法，但由于用紫外激光切割LED晶圆内部时会在切割道内残留焦化的碎屑，使晶圆片的结构发生变化，被较大范围烧灼变黑，从而影响了光的反射，会增大LED晶圆封装后的亮度衰减。
发明内容
基于此，有必要提供一种能避免在切割道内残留碎屑、减小亮度衰减的发光二极管晶圆切割方法。
一种发光二极管晶圆切割方法，包括以下步骤：在发光二极管晶圆的衬底背面镀全方位反射镜层；对所述全方位反射镜层进行紫外激光切割，切割深度大于或等于所述全方位反射镜层的厚度；在所述紫外激光切割形成的沟道内进行隐形激光切割。
在其中一个实施例中，对所述全方位反射镜层进行紫外激光切割步骤前，包括对发光二极管晶圆贴膜的步骤。
在其中一个实施例中，所述对发光二极管晶圆贴膜步骤后包括对所述发光二极管晶圆进行切割定位的步骤。
在其中一个实施例中，对所述全方位反射镜层进行紫外激光切割步骤的同时包括对所述发光二极管晶圆进行吹气保护的步骤。
在其中一个实施例中，所述切割深度与所述全方位反射镜层的厚度相同。
在其中一个实施例中，所述紫外激光切割为沿预设切割道进行切割，所述预设切割道包括第一方向切割道和第二方向切割道，所述第一方向切割道与第二方向切割道垂直。
在其中一个实施例中，所述在所述紫外激光切割形成的沟道内进行隐形激光切割步骤后包括对进行所述隐形激光切割后的发光二极管晶圆进行裂片的步骤。
在其中一个实施例中，所述对进行所述隐形激光切割后的发光二极管晶圆进行裂片步骤后包括对所述发光二极管晶圆进行倒模的步骤。
在其中一个实施例中，所述对所述发光二极管晶圆进行倒模步骤后包括对发光二极管晶圆进行扩膜的步骤。
上述LED晶圆切割方法，通过对LED晶圆镀全方位反射镜层，可提高LED晶圆封装后的发光亮度，在对全方位反射镜层进行紫外激光切割后形成的沟道中对LED晶圆衬底进行隐形激光切割，将激光汇聚于LED晶圆内部，在LED晶圆内部形成变质层，抑制加工碎屑的产生，在LED晶圆总发光亮度不变的情况下进一步提高了LED晶圆封装后的发光亮度，减小亮度衰减。
附图说明
图1为一实施例中发光二极管晶圆切割方法的流程图；
图2为一实施例中镀有全方位反射镜层的发光二极管晶圆的正视图；
图3为一实施例中设置有预设切割道的发光二极管晶圆的俯视图；
图4为一实施例中进行紫外激光切割后的发光二极管晶圆的正视图；
图5为一实施例中进行隐形激光切割后的发光二极管晶圆的正视图；
图6为另一实施例中发光二极管晶圆切割方法的流程图。
具体实施方式
一种发光二极管晶圆切割方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S110：在发光二极管晶圆的衬底背面镀全方位反射镜（Omnidirectionalreflector，ODR）层。
LED晶圆的衬底指晶格结构的基底材料，基底材料可以是蓝宝石、碳化硅或硅等，LED晶圆包括衬底及在衬底正面采用有机金属化学气相沉积方法依次生长出的薄膜，例如N型氮化镓层和P型氮化镓层，还包括对P型氮化镓层部分刻蚀后在N型氮化镓层上设置的N电极和在未刻蚀的P型氮化镓层上设置的P电极。如图2所示，本实施例中可利用蒸镀机在LED晶圆衬底110背面蒸镀全方位反射镜层120，全方位反射镜层120可以是金属层，通过蒸镀全方位反射镜层120提高LED晶圆封装后的发光亮度。
步骤S140：对全方位反射镜层进行紫外激光切割，切割深度大于全方位反射镜层的厚度。
蒸镀全方位反射镜层后利用紫外激光切割机对全方位反射镜层进行切割，切割深度大于或等于全方位反射镜层的厚度，确保将切割沟道内的全方位反射镜层去除以便于后续的隐形激光切割步骤。本实施例中紫外激光切割沿全方位反射镜层上的预设切割道进行切割，如图3所示，进行紫外激光切割前设定紫外激光切割机的参数，在全方位反射镜层120上设置第一切割道122和与第一切割道122垂直的第二切割道124，沿预设切割道对全方位反射镜层进行紫外激光切割可避免切割出现偏差，提高切割精准度。在其他实施例中也可以不在全方位反射镜层上设置预设切割道，但在切割时需要注意避免移动LED晶圆而导致无法沿原切割道继续切割。紫外激光切割还使得在对LED晶圆进行裂片时，由于LED晶圆衬底背面的全方位反射镜层已切出了切割沟道，因此不用深度压片就可裂片，减少操作，同时裂片成功率更高、边缘更均匀。
如图4所示，本实施例中可通过调节紫外激光切割机设置切割深度与全方位反射镜层120的厚度h相同，即紫外激光切割只用于去除全方位反射镜层120而没有对LED晶圆衬底110进行切割，对LED晶圆衬底110的切割完全由步骤S150中隐形激光切割完成，进一步避免紫外激光切割到LED晶圆衬底110产生碎屑而影响LED晶圆封装后的发光亮度。
步骤S150：在紫外激光切割形成的沟道内进行隐形激光切割。
如图5所示，利用隐形激光切割机沿着紫外激光切割形成的沟道126对LED晶圆衬底110进行隐形激光切割，切割深度H可根据LED晶圆衬底110的厚度进行设置。
上述LED晶圆切割方法，通过对LED晶圆镀全方位反射镜层，可提高LED晶圆封装后的发光亮度，在对全方位反射镜层进行紫外激光切割后形成的沟道中对LED晶圆衬底进行隐形激光切割，将激光汇聚于LED晶圆内部，在LED晶圆内部形成变质层，抑制加工碎屑的产生，在LED晶圆总发光亮度不变的情况下进一步提高了LED晶圆封装后的发光亮度，减小亮度衰减。
在其中一个实施例中，步骤S140中对全方位反射镜层进行紫外激光切割时对LED晶圆进行吹气保护，具体可通过吹气机在紫外激光切割时对LED晶圆进行吹气保护，去除切割全方位反射镜层时产生的碎屑，防止碎屑在对LED晶圆衬底进行隐形激光切割时掉入衬底内部，影响LED晶圆封装后的发光亮度。
在其中一个实施例中，如图6所示，步骤S140前包括步骤S120：对发光二极管晶圆贴膜。贴膜在切割过程中可以保证晶圆完整性，并且将芯片和封装继续保持在对齐的位置，方便向后续工艺的转运及加工。
步骤S120后还包括步骤S130：对发光二极管晶圆进行切割定位。
利用切割辅助工具对发光二极管晶圆进行切割定位，切割辅助工具可以是可固定于切割机上的组件，也可以是一个单独的设备，对发光二极管晶圆进行切割定位可以是自动或手动切割定位。在其中一个实施例中，采用将切割辅助工具固定于切割机上，通过设置切割机参数实现对发光二极管晶圆的自动切割定位，操作方便快捷，还可提高定位精准度。
此外，在步骤S150后还有对发光二极管晶圆进行裂片的步骤，利用裂片机对LED晶圆进行裂片，或进行手掰裂片。由于裂片前对全方位反射镜层和LED晶圆衬底均进行了切割，因此裂片得到的单颗芯片边缘很规则，不易出现偏离切割沟道的情况。裂片后还有对LED晶圆进行倒模、扩膜等工序，之后进行测试，在此不做赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，包括以下步骤：
在发光二极管晶圆的衬底背面镀全方位反射镜层；
对所述全方位反射镜层进行紫外激光切割，切割深度大于或等于所述全方位反射镜层的厚度；
在所述紫外激光切割形成的沟道内进行隐形激光切割。
2.根据权利要求1所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，对所述全方位反射镜层进行紫外激光切割步骤前，包括对发光二极管晶圆贴膜的步骤。
3.根据权利要求2所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，所述对发光二极管晶圆贴膜步骤后包括对所述发光二极管晶圆进行切割定位的步骤。
4.根据权利要求1所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，对所述全方位反射镜层进行紫外激光切割步骤的同时包括对所述发光二极管晶圆进行吹气保护的步骤。
5.根据权利要求1所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，所述切割深度与所述全方位反射镜层的厚度相同。
6.根据权利要求1所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，所述紫外激光切割为沿预设切割道进行切割，所述预设切割道包括第一方向切割道和第二方向切割道，所述第一方向切割道与第二方向切割道垂直。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，所述在所述紫外激光切割形成的沟道内进行隐形激光切割步骤后包括对进行所述隐形激光切割后的发光二极管晶圆进行裂片的步骤。
8.根据权利要求7所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，所述对进行所述隐形激光切割后的发光二极管晶圆进行裂片步骤后包括对所述发光二极管晶圆进行倒模的步骤。
9.根据权利要求8所述的发光二极管晶圆切割方法，其特征在于，所述对所述发光二极管晶圆进行倒模步骤后包括对发光二极管晶圆进行扩膜的步骤。
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