CN109755370A - 发光二极管微晶粒的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管微晶粒的制作方法，包括：提供衬底基板，在衬底基板上形成缓冲层，且在缓冲层的表面形成激光阻隔层；在所述激光阻隔层上形成阵列排列的发光二极管微晶粒；提供辅助基板，在所述辅助基板上形成一层粘着胶层；将所述辅助基板具有粘着胶层的表面压向所述发光二极管微晶粒，所述粘着胶层填充所述发发光二极管微晶粒之间的间隙，并对所述粘着胶层进行固化；从所述衬底基板的底面照射所述衬底基板使所述缓冲层气化，所述衬底基板与所述激光阻隔层分离；蚀刻移除所述衬底基板；以及对所述粘着胶层进行解胶，便得到多个发光二极管微晶粒。

Description

发光二极管微晶粒的制作方法
技术领域
本发明涉及集成电路器件制造装置，尤其涉及一种发光二极管微晶粒的制作方法。
背景技术
现今，半导体封装产业为了满足各种高密度封装的需求，逐渐发展出各种不同型式的封装设计，封装用的半导体芯片是来自于晶圆厂制造的晶圆，所述晶圆具有一半导体基板并且在其表面形成有阵列排布的微晶粒。
现有技术中，在将良品晶粒(die/chip)与半导体基板分离之前需要对基板上的不良晶粒进行烧蚀(laser ablation)，由于雷射功率的控制与均匀性会导致对晶粒磊晶层的蚀刻效率不同，会造成晶粒烧蚀不深而残留或者晶粒烧蚀过深的问题。在覆晶制程中，会使用辅助基板去协助晶粒的分离，也即是将形成有粘着胶层的基板压合在晶粒的表面，并利用激光去照射半导体基板，如此，激光会穿过半导体基板到达粘着胶层，在激光光束到达残留晶粒的位置、烧蚀过深晶粒的位置以及良品晶粒之间的间隙；粘着胶层由于激光能量而发生焦化，导致粘着胶层与半导体不易分离进而造成良品晶粒与半导体基板的剥离困难。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的发光二极管微晶粒的制作方法。
一种发光二极管微晶粒的制作方法，其包括：
提供衬底基板，在所述衬底基板上形成缓冲层，且在所述缓冲层的表面形成激光阻隔层；
在所述激光阻隔层上形成阵列排列的发光二极管微晶粒；
提供辅助基板，在所述辅助基板上形成一层粘着胶层；
将所述辅助基板具有粘着胶层的表面压向所述发光二极管微晶粒，所述粘着胶层填充所述发发光二极管微晶粒之间的间隙，并对所述粘着胶层进行固化；
从所述衬底基板的底面照射所述衬底基板使所述缓冲层气化，以使所述衬底基板与所述激光阻隔层分离；
蚀刻移除所述衬底基板；以及
对所述粘着胶层进行解胶，便得到多个发光二极管微晶粒。
在一个优选实施方式中，在“提供辅助基板，在所述辅助基板上形成一层粘着胶层”之前还包括检测出不良的发光二极管微晶粒并利用激光光束进行烧蚀，保留发光二极管微晶粒中的良品的步骤。
在一个优选实施方式中，所述衬底基板为蓝宝石衬底，所述缓冲层及所述激光阻隔层均是通过金属有机化学气相沉积法形成。
在一个优选实施方式中，所述缓冲层的材质为氮化铝或者氮化镓，所述缓冲层的厚度为10纳米至50纳米。
在一个优选实施方式中，所述激光阻隔层的材质为氮化镓或者氮化铝铟镓，所述激光阻隔层的厚度为大于或者等于0.5微米，所述激光阻隔层通过干式蚀刻或者湿式蚀刻移除。
在一个优选实施方式中，所述激光阻隔层的厚度为0.5～1微米。
在一个优选实施方式中，所述发光二极管微晶粒通过金属有机化学气相沉积法形成在所述激光阻隔层的表面，所述发光二极体微晶粒包括第一半导体层、有源层、第二半导体层、第一电极及第二电极，所述第一半导体层包括第一层结构以及凸设于所述第一层结构表面的第二层结构，第二层结构为与第一层结构同轴的柱状体，所述第一半导体层还包括环状台阶，所述第二层结构自所述环状台阶所在的表面向远离所述环状台阶的方向延伸，所述有源层、所述第二半导体层及所述第二电极依次形成在所述第二层结构上，所述第一电极形成在所述环状台阶上，所述第一电极环绕所述第二层结构且与所述第二层结构相间隔，所述第二电极与所述第一电极构成同心圆。
在一个优选实施方式中，所述辅助基板的材质为玻璃、氧化铝或者陶瓷材料。
在一个优选实施方式中，所述粘着胶层为热解胶、冷解胶或者化学解胶。
在一个优选实施方式中，所述粘着胶层为环氧树脂、有机硅胶、高分子聚合物或者蜡。
与现有技术相比，本发明提供本发明提供的发光二极管微晶粒的制作方法，由于在发光二极管微晶粒的制作过程中，利用外延生长的方法在所述衬底基板上生长了一层缓冲层及一层激光阻隔层，从而，激光阻隔层会将激光束的能量吸收，也即激光束的能量不会到达所述粘着胶层，从而粘着胶层于未被发光二极管微晶粒覆盖之区域不会发生焦化，有利于所述粘着胶层与所述发光二极管微晶粒的分离。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的衬底基板、及在衬底基板表面上形成缓冲层、激光阻隔层、阵列排列的发光二极管微晶粒后的剖视图。
图2是图1的俯视图。
图3是单个发光二极管微晶粒的俯视图。
图4是发光二极管微晶粒的剖面图。
图5是对发光二极管微晶粒中的不良品烧蚀的示意图。
图6是在图5的基础上提供辅助基板及将粘着胶层形成在辅助基板表面的剖面图。
图7是图6将形成有粘着胶层的辅助基板压合至所述发光二极管微晶粒表面的剖面图。
图8～9是利用激光照射所述衬底基板以将衬底基板与所述激光阻隔层分离的剖面图。
图10是蚀刻去掉所述衬底基板的剖面图。
图11是溶化所述粘着胶层后得到发光二极管晶粒的剖面图。
主要元件符号说明
具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
第一实施例
下面结合将结合附图及实施例，对本发明提供的发光二极管微晶粒的制作方法作进一步的详细说明。
一种发光二极管微晶粒的制作方法，其包括如下步骤：
第一步：请参阅图1，提供衬底基板10，在所述衬底基板10上形成缓冲层11，且在所述缓冲层(Buffer Layer)11的表面形成激光阻隔层(UV blocking layer)12。
在本实施方式中，所述衬底基板10为蓝宝石衬底，所述缓冲层11及所述激光阻隔层12均是通过金属有机化学气相沉积法(MOCVD)形成。
所述缓冲层11的材质为氮化铝或者氮化镓，所述缓冲层11的厚度为10纳米至50纳米，优选地，介于20纳米。
所述激光阻隔层12的材质为掺杂的氮化镓或者未掺杂的氮化镓或者氮化铝铟镓，所述激光阻隔层12的厚度为大于或者等于0.5微米。优选地，所述激光阻隔层12为氮化铝铟镓，且其厚度为0.5～1微米。如此厚度，既能阻挡激光光束，在后续的蚀刻步骤中也容易蚀刻去掉。
第二步：请一并参阅图2，在所述激光阻隔层12上通过金属有机化学气相沉积法形成阵列排列的发光二极管微晶粒20。
请参阅图3～4，形成的所述发光二极体微晶粒20包括第一半导体层21、有源层22、第二半导体层23、第一电极24及第二电极25。
所述第一半导体层21包括第一层结构210以及凸设于所述第一层结构表面的第二层结构212。第二层结构212与第一层结构210均为同轴的柱状体。所述第一半导体层21还包括环状台阶213，所述第二层结构212自所述环状台阶213所在的表面向远离所述环状台阶213的方向延伸。
所述有源层22、所述第二半导体层23及所述第二电极25依次形成在所述第二层结构212上，第二电极25为圆形电极。所述第一电极24形成在所述环状台阶213上，所述第一电极24环绕所述第二层结构212且与所述第二层结构212相间隔，所述第二电极25与所述第一电极24构成同心圆。
在本实施方式中，第一电极24为N型电极，第一半导体层21为N型半导体层，第二电极25为P型电极，第二半导体层23为P型半导体层。
在其它实施方式中，还可以在所述第一电极24与第二层结构25之间的间隙中充填绝缘材料，以使所述第一电极24与第二层结构25之间良好的绝缘。
在本实施方式中，将所述发光二极管微晶粒20制作形成圆形，是为了满足晶粒出光的均匀性及满足光场控制的需要。
第三步：请参阅图5，对整个晶圆进行扫描，检测发光二极管微晶粒中的不良品201并利用激光光束对其进行烧蚀，保留发光二极管微晶粒中的良品202。检测出不良的发光二极管微晶粒201的方法为现有的自动光学检测(Automatic Optic Inspection)技术结合PL谱扫描成像仪，以确定每个发光二极管微晶粒20的位置坐标，扫描确定不良品的位置，并利用激光束对准不良品的位置进行烧蚀。
在此步骤，是通过控制激光光束的波长、频率、距离、强度及聚焦范围以实现将发光二极管微晶粒中的不良品201烧蚀由于激光少时技术存在烧蚀深度不稳定的问题，因此藉由激光阻隔层12的存在，烧蚀过浅导致残留的晶粒或者烧蚀过深的情况都不会使后续利用激光照射的方式移除衬底时产生的能量而导致粘着胶层31会发生焦化的现象。
可以理解，在其它实施方式中，如果没有检测出不良的发光二极管晶粒201，则无需利用激光光束进行烧蚀的步骤。
第三步：请参阅图6，提供辅助基板30，在所述辅助基板30上形成一层粘着胶层31。所述辅助基板30的材质为玻璃、氧化铝或者陶瓷材料。所述粘着胶层31为热解胶、冷解胶或者化学解胶。优选地，所述粘着胶层31为环氧树脂、有机硅胶、高分子聚合物或者蜡中的一种。
第四步：请参阅图7，将所述辅助基板30具有粘着胶层31的表面压向所述发光二极管微晶粒20，所述粘着胶层31填充所述发发光二极管微晶粒20之间的间隙，并对所述粘着胶层31进行固化。
第五步：请参阅图8及图9，利用激光从所述衬底基板10的底面照射所述衬底基板10，所述缓冲层11在所述激光束的作用下气化，所述衬底基板10与所述激光阻隔层12分离。在本实施方式中，提供的激光束的波长为355纳米或者266纳米。由于有激光阻隔层12吸收所述激光束的能量，从而所述粘着胶层31不会发生焦化。
第六步：请参阅图10，蚀刻移除所述激光阻隔层12，实现了激光阻隔层12与发光二极管微晶粒20的分离。在本实施方式中，蚀刻移除所述激光阻隔层12包括干式蚀刻及湿式蚀刻。
第七步：请参阅图11，对所述粘着胶层31进行解胶，发光二极管微晶粒20从所述粘着胶层31中脱落，便得到多个发光二极管微晶粒中的良品202。解胶的方式包括利用溶化所述粘着胶层31以使所述发光二极管微晶粒20从所述粘着胶层31中脱离。由于所述粘着胶层31为热解胶、冷解胶或者化学解胶，所以通过加热，降温或者化学反应的方式将粘着胶层31分解或者溶化以得到发光二极管微晶粒202。其中化学反应可使用有机溶剂如:烷类(甲烷，乙烷等)，酮类(譬如丙酮)，醇类(譬如异丙醇)，苯类(甲苯、二甲苯等)及其混合物(如石油醚，松节油，矿油精)等。
综上所述，由于在发光二极管微晶粒20的制作过程中，利用外延生长的方法在所述衬底基板10上生长了一层缓冲层11及一层激光阻隔层12，从而，激光阻隔层12会将激光束的能量吸收，也即激光束的能量不会到达所述粘着胶层31，从而粘着胶层31于未被发光二极管微晶粒21覆盖之区域不会发生焦化，有利于所述粘着胶层31与发光二极管微晶粒20的分离。
可以理解的是，以上实施例仅用来说明本发明，并非用作对本发明的限定。对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其它各种相应的改变与变形，都落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极管微晶粒的制作方法，其包括：
提供衬底基板，在所述衬底基板上形成缓冲层，且在所述缓冲层的表面形成激光阻隔层；
在所述激光阻隔层上形成阵列排列的发光二极管微晶粒；
提供辅助基板，在所述辅助基板上形成一层粘着胶层；
将所述辅助基板具有粘着胶层的表面压向所述发光二极管微晶粒，所述粘着胶层填充所述发发光二极管微晶粒之间的间隙，并对所述粘着胶层进行固化；
从所述衬底基板的底面照射所述衬底基板使所述缓冲层气化，以使所述衬底基板与所述激光阻隔层分离；
蚀刻移除所述激光阻隔层；以及
对所述粘着胶层进行解胶，便得到多个发光二极管微晶粒。
2.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，在“提供辅助基板，在所述辅助基板上形成一层粘着胶层”之前还包括检测出不良的发光二极管微晶粒并利用激光光束进行烧蚀，保留发光二极管微晶粒中的良品的步骤。
3.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述衬底基板为蓝宝石衬底，所述缓冲层及所述激光阻隔层均是通过金属有机化学气相沉积法形成。
4.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述缓冲层的材质为氮化铝或者氮化镓，所述缓冲层的厚度为10纳米至50纳米。
5.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述激光阻隔层的材质为氮化镓或者氮化铝铟镓，所述激光阻隔层的厚度为大于或者等于0.5微米，所述激光阻隔层通过干式蚀刻或者湿式蚀刻移除。
6.如权利要求5所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述激光阻隔层的厚度为0.5～1微米。
7.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述发光二极管微晶粒通过金属有机化学气相沉积法形成在所述激光阻隔层的表面，所述发光二极体微晶粒包括第一半导体层、有源层、第二半导体层、第一电极及第二电极，所述第一半导体层包括第一层结构以及凸设于所述第一层结构表面的第二层结构，第二层结构为与第一层结构同轴的柱状体，所述第一半导体层还包括环状台阶，所述第二层结构自所述环状台阶所在的表面向远离所述环状台阶的方向延伸，所述有源层、所述第二半导体层及所述第二电极依次形成在所述第二层结构上，所述第一电极形成在所述环状台阶上，所述第一电极环绕所述第二层结构且与所述第二层结构相间隔，所述第二电极与所述第一电极构成同心圆。
8.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述辅助基板的材质为玻璃、氧化铝或者陶瓷材料。
9.如权利要求1所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述粘着胶层为热解胶、冷解胶或者化学解胶。
10.如权利要求9所述的发光二极管微晶粒的制作方法，其特征在于，所述粘着胶层为环氧树脂、有机硅胶、高分子聚合物或者蜡。
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