CN104505442B - 一种led外延片的切裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED外延片的切裂方法。该方法包括：制备具有多颗管芯结构的方形或圆形LED外延片。对于圆形LED外延片，在其周边的四个对称位置切去四个弓形后分别切裂，或者将弓形部分丢弃。本发明简单可靠、易于实现，可保证管芯切裂过程中，裂片力道均匀，无同排管芯位移不一致的现象，提高了裂片质量。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED外延片的切裂方法，该方法能够提高LED外延片的切裂效果。
背景技术
对于现有的圆形LED外延片，由于中间区域的管芯的数量较多，两侧的管芯越靠近边缘越少，而且外延片是粘贴到有一定张力的蓝膜上，因此在切裂LED外延片的过程中，先沿着一个轴切裂，然后再沿着另一个垂直于第一次切裂的轴切裂，以此切裂成多个呈现小方块的管芯。在外延片的周边管芯少的地方，由于裂片刀与管芯之间的挤压，造成管芯在蓝膜上的相对位移大，经过多次裂片后，会造成两侧的管芯容易出现裂偏现象。图1为现有的圆形LED外延片在裂片时造成的中间和周边管芯在切裂方向上移动不一的示图。如图1所示，21为裂片刀，22为只沿一个方向的轴切裂开的管芯，23为已完全切裂开的管芯。从图中可看出，位于左右两侧的只沿一个方向的轴切裂开的管芯22产生了更多的向上移动的距离。
现有圆形LED外延片，由于裂片时设定的裂片刀裂片位置与小锤子敲击裂片刀的力为恒定，圆形外延片每一刀的受力长度不一致，导致中间的力量偏弱，两侧的力量偏重。图2为切裂外圆片中部位置的示意图，图3为切裂外延片上下两侧位置的示意图。对磨抛厚度及激光划片深度的要求就更高，容易造成裂偏、崩边、补裂等现象。
目前，解决上述问题的主要方法为将管芯间的距离增宽，研磨和激光划片控制在比较小的窗口内，如果切裂不开管芯，则再进行二次切裂，但这势必会减少管芯的有效数量，增加工艺难度，降低生产效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明旨在提高LED外延片切裂效果，避免裂片过程中对管芯质量的破坏。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明一个方面提出一种LED外延片的切裂方法，包括如下步骤：
S1、在方形的LED外延片上制备多个管芯，各管芯沿着方形LED外延片的边长排列成矩阵，各管芯之间的间隔相等；
S2、沿着平行于所述方形的LED外延片的边的位于各管芯间隔的中部的轴将该方形LED外延片切裂成多个单颗的管芯。
本发明的另一方面也提出一种LED外延片的切裂方法，其包括如下步骤：
S1、在圆形的LED外延片上制备多个管芯，各管芯以该LED外延片的圆心为中心排列成矩阵，各管芯之间的间隔相等；
S2、在圆形管芯的周边的呈90度旋转对称的四个位置处各切去一个弓形；
S3、将切去弓形的LED外延片切裂成单颗管芯；
S4、将所述四个弓形的LED外延片丢弃，或者切裂成单颗管芯。
根据本发明的优选实施方式，在所述步骤S2中，切去所述四个弓形的LED外延片是所述圆形LED外延片的内接正方形。
根据本发明的优选实施方式，所述管芯的间隔小于50μm。
根据本发明的优选实施方式，所是步骤S3和步骤S4采用不同的裂片机进行切裂。
根据本发明的优选实施方式，所述LED外延片的材料为GaN、GaAs、AlGaInP或GaP。
(三)有益效果
本发明能够提高LED外延片的切裂效果，方法简单可靠、易于实现，可保证切裂过程中位于中部和周边的管芯的切裂条件的一致性，提升裂片质量，提高裂片效率。
附图说明
图1为现有的圆形LED外延片在裂片时造成的中间和周边管芯在切裂方向上移动的示图；
图2为现有技术的切裂外圆片中部位置的示意图；
图3为现有技术的切裂外延片上下两侧位置的示意图图4A为本发明的第一实施例的LED外延片切裂方法的流程图；
图4B为本发明的第二实施例的LED外延片切裂方法的流程图；
图5为圆形外延片光刻版的管芯和间隔示意图；
图6为方形外延片光刻版的管芯和间隔示意图；
图7为本发明的第二实施例将圆形外延片切裂成的一个内接正方形和四个弓形的示意图；
图8为本发明的第三实施例的将圆形外延片切裂成的一个内接多边形和四个弓形的示意图。
【附图标记说明】
21-裂片刀
22-只沿一个方向的轴切裂开的管芯
23-已完全切裂开的管芯
24-管芯间隔
25-切裂线
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
本发明通过采用方形LED外延片或将有管芯结构的圆形LED外延片首先切裂成一个方形和四个弓形，然后再分别切裂，使裂片效率和质量都得到了较大的提升，使缩小管芯的间距成为可能，进而提高了有效管芯的数量。
第一实施例
在本发明的示例性的第一实施例是一种方形LED外延片切裂方法。利用该LED外延片制作LED芯片的步骤包括台面蚀刻、电极定义、钝化保护等一系列过程，在此不作详细说明。
图4A是该第一实施例的LED外延片切裂方法的流程图。请参照图4A，该切裂方法，包括如下步骤：
S1、在方形的LED外延片上制备多个管芯，各管芯沿着方形LED外延片的边长排列成矩阵，各管芯之间的间隔相等。
图5为圆形外延片光刻版的管芯和间隔示意图。请参照图5，LED管芯包括多种尺寸，芯片尺寸越大，管芯之间的间隔越大，圆形外延片的管芯间隔24主要受到激光划片线宽、划片步进误差、裂片步进误差、裂片时裂偏的限制。通常，对于小功率管芯，例如7min×9mil，10min×23mil等规格的管芯，管芯间隔一般在25～30μm之间；对于大功率管芯，例如45min×45mil，60min×60mil等规格的管芯，间隔一般在40～60μm之间。
图6为方形外延片光刻版的管芯和间隔示意图。采用方形外延片切裂，请参照图6，可避免圆形晶圆裂片时同排管芯位移不一致、裂片长短刀受力不均匀造成的裂偏，进而可减小管芯间隔24，对于小功率管芯间隔减少量在1μm～10μm，大功率管芯间隔减小量在10～20μm。因此，管芯间隔可以小于50μm，从而增加了外延片上管芯的数量，提高了LED芯片的产率。
当采用方形LED外延片制作管芯时，所述方形LED外延片四个边与单颗管芯的相应四边平行，这一点在第一步光刻时要控制对位。
S2、沿着平行于所述方形的LED外延片的边的位于各管芯间隔的中部的轴将方形LED外延片切裂成多个单颗的管芯。
采用方形外延片，并沿着平行于方形外延片的边的方向制作和切裂管芯，不但可以增加LED外延片的管芯产量，还可以提高切裂分离管芯的良品率。切裂后管芯通常在蓝膜上进行测试分拣，管芯间距不均匀会导致无法对管芯进行自动测试分拣。采用本发明的技术方案，由于切裂时受力均匀，使得管芯在蓝膜上均匀分布，可实现管芯的全自动测试分拣，进一步提高了管芯测试和分拣的效率。
第二实施例
下面参照图4B说明本发明的第二实施例，该实施例是对于圆形LED外延片的切裂方法。图4B是该第二实施例的LED外延片切裂方法的流程图，如图4B所示，该实施例的方法包括如下步骤：
S1、在圆形的LED外延片上制备多个管芯，各管芯以该LED外延片的圆心为中心排列成矩阵，各管芯之间的间隔相等。
S2、沿着管芯间隔的中部的轴将圆形LED外延片切裂成一个内接正方形和四个弓形。
图7是该实施例将圆形外延片切裂成的一个内接正方形和四个弓形的示意图。请参照图7，，内接正方形的四个边25与单颗管芯的相应四边平行，并且，与前一实施例类似，管芯之间的距离可以比传统工艺减小，即小于50μm。
S3、将所述内接正方形的LED外延片切裂成单颗管芯；
S4、将所述四个弓形的LED外延片切裂成单颗管芯。
可以利用一台划片裂片机，将内接正方形的LED外延片切裂成单颗管芯，并利用另一台划片裂片机时将四个弓形LED外延片进行切裂。
采用将圆形LED外延片切割成内接正方形和四个弓形，并沿着平行于内接正方形的外延片的边的方向制作和切裂管芯，不但可以增加LED外延片的管芯产量，还可以提高切裂分离管芯的良品率。切裂后管芯通常在蓝膜上进行测试分拣，管芯间距不均匀会导致无法对管芯进行自动测试分拣。采用本发明的技术方案，由于切裂时受力均匀，使得管芯在蓝膜上均匀分布，可实现管芯的全自动测试分拣，进一步提高了管芯测试和分拣的效率。
第三实施例
本发明的第三实施例与上述第二实施例类似，所不同的是步骤S2，将所述内接正方形的四条边向外推一相等的距离，即在圆形的设置有管芯排列的LED外延片的周边的呈90度旋转对称的四个位置处各切去一个弓形，该弓形可以小于第二实施例中切成的弓形。也就是说，第二实施例可以看作是第三实施例的一个特例，当切去弓形后剩下的正好是内接正方形时，即为第二实施例。
在该实施例中，沿着管芯四边的方向，把从圆形外延片边缘向内1～3mm范围内的管芯切掉，如图8所示，再对剩余的准多边形34进行切裂，切裂方向平行于切割边36，切掉的四个弓形部分35大部分不完整，可以直接废弃。这样，既可以降低切割受力不均匀，又能节省掉再次切裂四个弓形部分35的工艺，提高切裂效率和成品率。
在上述各实施例中，具体的芯片划裂过程还是依照传统工艺进行。采用具有多颗管芯结构的方形LED外延片，或采用具有多颗管芯结构的圆形LED外延片。采用圆形LED外延片时将圆形外延片切裂成一个内接正方形和四个弓形，或者一个准多边形和四个弓形，保证了管芯切裂过程中，裂片力道均匀，无同排管芯位移不一致的现象，提高了裂片质量。由于裂偏、崩边等现象的减少，光刻版管芯距离可以进一步减小，提高了外延片上有效的管芯数量。
至此，已经结合附图对本发明的实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明提高LED晶圆切裂效果的方法有了清楚的认识。
此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如：
(1)方形LED晶圆材料可以为GaN、GaAs、AlGaInP或GaP材料；
(2)方形LED衬底材料可以为蓝宝石、SiC、Si或陶瓷材料；
综上所述，本发明提供了一种LED外延片的切裂方法，该方法简单可靠、易于实现。利用该方法可保证LED外延片的边沿的管芯完整，提高芯片产能。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种LED外延片的切裂方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在圆形的LED外延片上制备多个管芯，各管芯以该LED外延片的圆心为中心排列成矩阵，各管芯之间的间隔相等；
S2、在圆形的LED外延片的周边的呈90度旋转对称的四个位置处各切去一个弓形；
S3、将切去弓形的LED外延片切裂成单颗管芯；
S4、将所述四个弓形的LED外延片丢弃，或者切裂成单颗管芯。
2.如权利要求1所述的LED外延片的切裂方法，其特征在于，在所述步骤S2中，切去所述四个弓形的LED外延片是所述圆形LED外延片的内接正方形。
3.如权利要求1或2所述的LED外延片的切裂方法，其特征在于，所述管芯的间隔小于50μm。
4.如权利要求1或2所述的LED外延片的切裂方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S4采用不同的裂片机进行切裂。
5.如权利要求1所述的LED外延片的切裂方法，其特征在于，所述LED外延片的材料为GaN、GaAs、AlGaInP或GaP。
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