CN107946284B - 一种led芯片切割道标识及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED芯片切割道标识及其制作方法，属于半导体器件加工领域。本发明通过在在LED芯片的GaP层制作切割道标识的方法，来判断切割过程中刀痕是否发生偏移，方法非常巧妙，可精准定位切割位置，并反馈切割质量，成本低，标识的制作方法为湿法刻蚀，在芯片的刻蚀过程中用光刻胶对标识部分进行保护，刻蚀之后即可得到想要的标识，可以为圆形、方形等形状。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件加工领域，更具体地说，涉及一种LED芯片切割道标识及其制作方法。
背景技术
半导体芯片制造过程中，晶粒一般呈矩形排列在芯片表面。现有的芯片切割方法主要有刀具(如金刚石刀具)切割和辐射能量(如激光)切割。刀具切割是利用机械力直接作用在芯片的切割道，实现晶粒的分离。激光切割是非接触式切割方法，它是激光能量通过光学聚焦后获得高能量密度，沿切割道直接将芯片气化，从而分离晶粒。由于激光方法成本较高，因此刀具切割仍是目前最常用的芯片切割方法。传统的芯片切割方法，是用金刚石刀具逐一对准切割道进行一次横向切割和一次纵向切割，从而分离晶粒。具体方法为：沿每一晶粒列的切割道，先进行横向切割；横向切割完成后，逆时针或顺时针旋转芯片90°，再沿每一晶粒列的切割道，进行纵向切割，完成晶粒从芯片的分离。横向和纵向，是相对的概念。
经检索，中国专利申请号为201110441963.1，申请公布日为2012年6月13号的专利申请文件公开了一种芯片切割方法，包括交替进行若干次横向切割和若干次纵向切割，具体步骤：(一)首次横向切割，间隔N列晶粒切割，所述N为整数且N≥2；首次纵向切割，间隔M列晶粒切割，所述M为整数且M≥1；(二)后续横向切割和/或后续纵向切割，间隔一列或一列以上晶粒对未切割的晶粒切割，直至将每个晶粒分离。该专利中公开的就是传统的切割方法，实际应用时，存在刀痕偏离切割道的现象，增加了晶粒受损的可能性，降低了生产效率，同时也提高了生产成本。又如专利申请号为201610578639.7，申请公布日为2016年9月21日的专利申请文件公开了一种芯片的切割方法，该方法包括使划片机的切刀沿着晶圆中对应的切道进行切割处理，切割过程中使含有碳酸氢根的去离子水随切割处进行冲淋，经过若干次横向切割和纵向切割之后，使晶圆中的每一个芯片均被切割分离出来，得到相应的单一的芯片，该专利公开的还是传统的切割方法，但是对传统方法中存在的芯片被静电击穿的问题进行了改进，取得了一定的效果，但是对于切割过程中容易偏离切割道的问题并不能解决。
现有技术中公开的芯片的切割方法或者是用传统的刀具将晶粒从芯片上分离，或者是采用激光方法对芯片进行切割，然而传统的切割方法存在刀痕偏离切割道的现象，增加了晶粒受损的可能性，降低了生产效率，同时也提高了生产成本；激光切割具有优势，但成本太高。因此如何能在低成本的情况下又能很好的解决切割偏离的难题，是本领域内技术人员一直研究的方向。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中存在晶粒分离存在切割道偏离不易把控的问题，本发明提供一种LED芯片切割道标识及该切割道标识的制作方法。本发明利用湿法刻蚀的方法，在LED芯片的切割道上制作标识，该标识可以为方形、圆形或菱形等，最好是均匀分布在LED芯片晶粒四周表面，可精准定位切割位置，并反馈切割质量。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种LED芯片切割道标识，所述的标识位于LED芯片切割道上，通过湿法刻蚀形成，深度为
更进一步地，所述的标识可以为方形、圆形或多边形，可以根据需要来选择，以制作哪种形状方便为前提。
更进一步地，所述的标识为正方形，边长为25-30μm。
更进一步地，所述的标识等距离排列在LED芯片切割道上，且同一切割道上的标识位于一条直线上。
上述的LED芯片切割道标识的制作方法，其包括以下步骤：
a、真空镀膜：在LED芯片P面蒸镀二氧化硅层；
b、光刻：对经步骤a镀膜后的二氧化硅层进行光刻蚀处理，切割道标识及电极区域使用光刻胶保护；
c、二氧化硅层湿法刻蚀：对经步骤b处理后的LED芯片P面二氧化硅层进行湿法刻蚀，然后去胶清洗；
d、GaP层湿法刻蚀：对经过步骤c处理后的LED芯片P面GaP层进行湿法刻蚀；
e、二氧化硅层湿法刻蚀：对经过步骤d处理后的LED芯片P面二氧化硅层进行湿法刻蚀，然后清洗吹干。
更进一步地，所述步骤a中蒸镀的二氧化硅层厚度为
更进一步地，所述步骤c和e中的二氧化硅层刻蚀液，其由氢氟酸和氟化铵组成，该刻蚀液中各组分的体积分数分别为：氢氟酸10-15％，氟化铵85-90％。
更进一步地，所述步骤c和e中对二氧化硅层进行刻蚀时，刻蚀时间为1min，刻蚀深度为
更进一步地，所述步骤d中GaP层湿法刻蚀的刻蚀液由盐酸、磷酸、硫酸和双氧水组成，所述的刻蚀液中各组分的体积分数分别为：盐酸10-20％，磷酸30-50％，硫酸10-20％，双氧水25-40％。
更进一步地，所述步骤d中GaP层湿法刻蚀时，刻蚀液水浴温度为40-50℃，刻蚀时间为100-140s，刻蚀深度为
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过在LED芯片的GaP层制作切割道标识及电极位置标识的方法，确定切割道与电极的相对位置，可精准定位切割位置，并反馈切割质量；
(2)本发明提供的切割道标识类似于贴在切割道上的标签，以切割刀痕在标识上的位置来监控切割位置是否发生偏移，非常巧妙，成本低，实用性强，具有广泛推广应用的经济价值；
(3)本发明提供的LED芯片切割道标识制作方法，操作简单，在芯片的刻蚀过程中用光刻胶进行保护即可得到想要的标识，没有过高的技术要求，但是效果非常好。
附图说明
图1为切割道标识及电极位置标识示意图；
图2为本发明中切割道标识的结构示意图；
图3为本发明实施例中制作的切割道示意图。
图中：101、纵向切割道；102、横向切割道；2、电极；3、切割道标识。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2和图3所示，LED芯片上的晶粒一般整齐排列，形成纵向切割道101和横向切割道102，传统的切割方法即沿着切割道交替进行若干次横向切割和若干次纵向切割，本发明对传统的方法进行改进，在切割道上制作切割道标识3，该切割道标识3位于LED芯片横向、纵向切割道上，通过湿法刻蚀形成，深度为
左右。本实施例中切割道标识优选为正方形，边长为28μm，等距离排列在LED芯片切割道上，且同一切割道上的标识位于一条直线上，切割道标识3的颜色与其周边的芯片颜色分明，容易辨识，在切割过程中可以作为参考标记。
上述的LED芯片切割道标识的制作方法，包括以下步骤：
a、真空镀膜：在LED芯片P面蒸镀二氧化硅层，二氧化硅层厚度为
b、光刻：对经步骤a镀膜后的二氧化硅层进行光刻蚀处理，切割道标识及电极区域使用光刻胶保护；
c、二氧化硅层湿法刻蚀：对经步骤b处理后的LED芯片P面二氧化硅层进行湿法刻蚀，刻蚀液由氢氟酸和氟化铵组成，该刻蚀液中各组分的体积分数分别为：氢氟酸15％，氟化铵85％，刻蚀时间为1min，刻蚀深度为
然后去胶清洗；
d、GaP层湿法刻蚀：对经过步骤c处理后的LED芯片P面GaP层进行湿法刻蚀，刻蚀液由盐酸、磷酸、硫酸和双氧水组成，所述的刻蚀液中各组分的体积分数分别为：盐酸为15％，磷酸为40％，硫酸为13％，双氧水为32％。其中盐酸的质量分数为37％，磷酸的质量分数为20％，硫酸的质量分数为70％，双氧水的质量分数为75％；刻蚀步骤为：将LED芯片浸入刻蚀液中，45℃水浴超声刻蚀2分钟，超声频率为28KHZ，刻蚀深度为
左右，然后取出来用水冲洗，吹干；本实施中GaP层的刻蚀方法，是先通过ICP干法刻蚀中的离子物理轰击作用，将LED芯片表面的GaP层的化学键打断，造成GaP表面的晶格损伤，再通过湿法刻蚀实现GaP层的刻蚀；
e、二氧化硅层湿法刻蚀：去除切割道上的二氧化硅层，对经过步骤d处理后的LED芯片P面上的二氧化硅层进行湿法刻蚀，刻蚀条件与步骤c相同，然后清洗吹干。
本实施例制作的切割道标识清晰、不变形，切割时可用其作为对刀标记，精准定位切割位置，并在切割后对切割质量如刀宽等进行监控。且本实施例工艺简单，不影响LED芯片的质量及亮度。
采用上述的方法处理一批芯片(共计100个)，如图2所示，在芯片的切割道上制作若干个整齐排列的标识，标识为正方形，制作之后的标识如图3所示，然后对芯片进行切割，沿着切割道上的标识中部位置走刀，理想的切割轨迹为图3中的虚线所示，切割过程中如果切割位置发生偏移，能很快的判断得知，然后及时改变切割方向，有效降低了晶粒受损的可能性，提高生产效率，降低生产成本。本实施例中的100个芯片，采用本发明的方法，晶粒受损的情况降低了90％以上，基本没有出现刀痕偏离造成的晶粒受损，次品率显著降低。
实施例2
如图1、图2和图3所示，一种LED芯片切割道标识，所述的标识位于LED芯片切割道上，通过湿法刻蚀形成，深度为
左右。本实施例中切割道标识优选为圆形，直径为25μm，等距离排列在LED芯片切割道上，且同一切割道上的标识位于一条直线上。
上述的LED芯片切割道标识的制作方法，包括以下步骤：
a、真空镀膜：在LED芯片P面蒸镀二氧化硅层，二氧化硅层厚度为
b、光刻：对经步骤a镀膜后的二氧化硅层进行光刻蚀处理，切割道标识及电极区域使用光刻胶保护；
c、二氧化硅层湿法刻蚀：对经步骤b处理后的LED芯片P面二氧化硅层进行湿法刻蚀，刻蚀液由氢氟酸和氟化铵组成，该刻蚀液中各组分的体积分数分别为：氢氟酸10％，氟化铵90％，刻蚀时间为1min，刻蚀深度为
然后去胶清洗；
d、GaP层湿法刻蚀：对经过步骤c处理后的LED芯片P面GaP层进行湿法刻蚀，刻蚀液由盐酸、磷酸、硫酸和双氧水组成，所述的刻蚀液中各组分的体积分数分别为：盐酸10％，磷酸40％，硫酸10％，双氧水40％。其中盐酸的质量分数为37％，磷酸的质量分数为20％，硫酸的质量分数为70％，双氧水的质量分数为75％；刻蚀步骤为：将LED芯片浸入刻蚀液中，40℃水浴超声刻蚀140s，超声频率为28KHZ，刻蚀深度为
左右，然后取出来用水冲洗，吹干；本实施中GaP层的刻蚀方法，是先通过ICP干法刻蚀中的离子物理轰击作用，将LED芯片表面的GaP层的化学键打断，造成GaP表面的晶格损伤，再通过湿法刻蚀实现GaP层的刻蚀；
e、二氧化硅层湿法刻蚀：去除切割道上的二氧化硅层，对经过步骤d处理后的LED芯片P面上的二氧化硅层进行湿法刻蚀，刻蚀条件与步骤c相同，然后清洗吹干。
本实施例制作的切割道标识清晰、不变形，切割时可用其作为对刀标记，精准定位切割位置，并在切割后对切割质量如刀宽等进行监控。且本实施例工艺简单，不影响LED芯片的质量及亮度。
采用上述的方法处理一批芯片(共计100个)，如图2所示，在芯片的切割道上制作若干个整齐排列的标识，标识为正方形，制作之后的标识如图3所示，然后对芯片进行切割，沿着切割道上的标识中部位置走刀，理想的切割轨迹为图3中的虚线所示，切割过程中如果切割位置发生偏移，能很快的判断得知，然后及时改变切割方向，有效降低了晶粒受损的可能性，提高生产效率，降低生产成本。本实施例中的100个芯片，采用本发明的方法，晶粒受损的情况降低了93％以上，基本没有出现刀痕偏离造成的晶粒受损。
实施例3
如图1、图2和图3所示，一种LED芯片切割道标识，所述的标识位于LED芯片切割道上，通过湿法刻蚀形成，深度为
左右。本实施例中切割道标识可以为菱形或多边形，以制作方法简单为前提，可以根据需要选择制作哪种形状，优选为正方形，边长为30μm，等距离排列在LED芯片切割道上，且同一切割道上的标识位于一条直线上。
上述的LED芯片切割道标识的制作方法，包括以下步骤：
a、真空镀膜：在LED芯片P面蒸镀二氧化硅层，二氧化硅层厚度为
b、光刻：对经步骤a镀膜后的二氧化硅层进行光刻蚀处理，切割道标识及电极区域(图1中的2位置所示)使用光刻胶保护；
c、二氧化硅层湿法刻蚀：对经步骤b处理后的LED芯片P面二氧化硅层进行湿法刻蚀，刻蚀液由氢氟酸和氟化铵组成，该刻蚀液中各组分的体积分数分别为：氢氟酸13％，氟化铵87％，刻蚀时间为1min，刻蚀深度为
然后去胶清洗；
d、GaP层湿法刻蚀：对经过步骤c处理后的LED芯片P面GaP层进行湿法刻蚀，刻蚀液由盐酸、磷酸、硫酸和双氧水组成，所述的刻蚀液中各组分的体积分数分别为：盐酸20％，磷酸30％，硫酸20％，双氧水30％。其中盐酸的质量分数为37％，磷酸的质量分数为20％，硫酸的质量分数为70％，双氧水的质量分数为75％；刻蚀步骤为：将LED芯片浸入刻蚀液中，50℃水浴超声刻蚀100s，超声频率为28KHZ，刻蚀深度为
左右，然后取出来用水冲洗，吹干；本实施中GaP层的刻蚀方法，是先通过ICP干法刻蚀中的离子物理轰击作用，将LED芯片表面的GaP层的化学键打断，造成GaP表面的晶格损伤，再通过湿法刻蚀实现GaP层的刻蚀；
e、二氧化硅层湿法刻蚀：去除切割道上的二氧化硅层，对经过步骤d处理后的LED芯片P面上的二氧化硅层进行湿法刻蚀，刻蚀条件与步骤c相同，然后清洗吹干。
本实施例制作的切割道标识清晰、不变形，切割道标识的颜色与芯片的颜色有明显的对比，易于观察，切割时可用其作为对刀标记，精准定位切割位置，并在切割后对切割质量如刀宽等进行监控。且本实施例工艺简单，不影响LED芯片的质量及亮度。
采用上述的方法处理一批芯片(共计100个)，如图2所示，在芯片的切割道上制作若干个整齐排列的标识，标识为正方形，制作之后的标识如图3所示，然后对芯片进行切割，沿着切割道上的标识中部位置走刀，理想的切割轨迹为图2中的虚线所示，切割过程中如果切割位置发生偏移，能很快的判断得知，然后及时改变切割方向，有效降低了晶粒受损的可能性，提高生产效率，降低生产成本。本实施例中的100个芯片，采用本发明的方法，晶粒受损的情况降低了95％以上，基本没有出现刀痕偏离造成的晶粒受损。
Claims (7)
1.一种 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述的标识位于 LED 芯片切割道上，标识为方形、圆形或多边形，通过湿法刻蚀形成，深度为 1500-2000Å，
制作方法包括以下步骤：
a、真空镀膜：在 LED 芯片 P 面蒸镀二氧化硅层；
b、光刻：对经步骤 a 镀膜后的二氧化硅层进行光刻蚀处理，切割道标识及电极区域使用光刻胶保护；
c、二氧化硅层湿法刻蚀：对经步骤 b 处理后的 LED 芯片 P 面二氧化硅层进行湿法刻蚀，然后去胶清洗；
d、GaP层湿法刻蚀：对经过步骤 c 处理后的 LED 芯片 P 面GaP层进行湿法刻蚀，刻蚀液水浴温度为 40-50℃，刻蚀时间为 100-140s，刻蚀深度为 1500-2000 Å；
e、二氧化硅层湿法刻蚀：对经过步骤 d 处理后的 LED 芯片 P 面二氧化硅层进行湿法刻蚀，然后清洗吹干，去除SiO2后剩余的GaP凸起为切割道标识。
2.根据权利要求 1 所述的 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述的标识为正方形，边长为 25-30 μm。
3.根据权利要求 1 所述的 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述的标识等距离排列在 LED 芯片切割道上。
4.根据权利要求 1 所述的 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述步骤a中蒸镀的二氧化硅层厚度为 1000 Å。
5.根据权利要求 1 所述的 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述步骤c和 e 中的二氧化硅层刻蚀液，其由氢氟酸和氟化铵组成，该刻蚀液中各组分的体积分数分别为：氢氟酸 10-15%，氟化铵 85-90%。
6.根据权利要求 5 所述的 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述步骤c和 e 中对二氧化硅层进行刻蚀时，刻蚀时间为 1 min，刻蚀深度为 1000 Å。
7.根据权利要求 1 所述的 LED 芯片切割道标识的制作方法，其特征在于：所述步骤d中GaP层湿法刻蚀的刻蚀液由盐酸、磷酸、硫酸和双氧水组成，所述的刻蚀液中各组分的体积分数分别为：盐酸 10-20%，磷酸 30-50%，硫酸 10-20%，双氧水 25-40%。
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