CN111370369A - 一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法，包括：提供一金属衬底，衬底正面通过金属连接层连接有发光器件阵列，在金属衬底背面形成辅助图形，激光束在衬底背面聚焦，并在辅助图形引导下对衬底背面进行烧蚀，在衬底正面沿着发光阵列的间隙进行劈裂，使得发光器件分离。由于激光在背面切割，正面发光器件受激光影响较小，所以能够降低由激光切割带来的良率损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属衬底发光器件制备工艺，尤其涉及一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法。
背景技术
金属衬底因为其良好的导热性、延展性和导电性，在垂直结构的发光器件中有着一定的应用，目前，金属衬底垂直结构LED因为其在大电流条件下表现良好，其在大功率照明市场中有着广泛应用，在制备好发光器件后，需要将金属衬底的器件分离，这种分离方法对器件的良率有重要的影响。
对于金属衬底的晶圆片，目前普遍采用的是激光切割晶圆正面的方法来分离器件，如图3和图4所示。然而，因为激光切割金属衬底的功率较大，激光烧蚀区域温度瞬间温度很高，而发光器件之间的间隙因为成本因素普遍设计在几十微米到一百多微米，烧蚀区域的热量在衬底表面经过几十微米的短距离传导，导致发光区温度较高，另外，激光切割的金属碎渣容易飞溅到发光区，增加器件漏电的风险，在正面激光切割时，通常会涂覆保护液，以降低激光烧蚀的金属残渣飞溅风险，但是却无法完全避免。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法，本发明采用背面切割方法能显著降低激光烧蚀的高温对发光区的影响，彻底消除金属残渣飞溅影响发光区的风险。
本发明提供的晶圆分离方案如下：
提供一金属衬底，金属衬底正面形成有发光器件阵列，每个发光器件与衬底通过金属连接层相连，相邻发光器件之间形成间隙，在金属衬底背面制作辅助图形作为激光束背面运动的参考，激光束在衬底背面聚焦，并参考衬底背面的辅助图形对衬底背面进行烧蚀，在衬底正面沿着背面烧蚀线在正面投影的中心位置进行劈裂，使得发光器件分离；所述的激光波长为100-400nm，激光烧蚀的深度为衬底厚度的1/5-3/5。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
背面切割金属衬底时，金属残渣飞溅在衬底背面，不会污染正面发光区，所以本发明的方法能够减少划片裂片带来的良率损失，另外，背面激光切割时，激光产生的热量传导至正面的发光芯片阵列的传导路径更长，这允许芯片设计者将相邻发光区之间间隙设计的更窄，从而获得更多的芯片产出。
附图说明：
图1-图2为金属衬底发光器件的结构正面图、和剖面图。
图3-图4为正面划片，背面裂片流程。
图5-图7为本方案的背面划片，正面裂片实施例流程。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
通常，晶圆的正面存在的发光芯片图形可以为激光的划片路径提供参考，而背面通常是光滑无图形，本发明的特点在于，结合衬底正面的图形在金属衬底的背面形成辅助图形用以引导激光移动，激光在背面合适的位置进行烧蚀，然后再对准背面的激光烧蚀线，在正面进行劈裂。
第一步，提供一WCu衬底氮化镓基发光芯片晶圆，结构包括：210um厚度WCu衬底、由Au、Sn、Ti组成的金属连接层、GaN基发光芯片；如图1和图2。
第二步，利用双面光刻机在金属衬底的背面用光刻的方法光刻图形作为划片的辅助图形，且光刻图形的中心与正面的相邻发光芯片间隙的中心重合；如图5。
第三步，将晶圆正面朝下背面朝上固定，将波长为355nm的激光光斑沿着上一步形成的光刻图形中心烧蚀晶圆，调节激光器切速和功率，使得激光烧蚀深度为95um；如图6。
第四步，去掉背面辅助图形，然后将晶圆正面朝上固定于膜上，用劈刀进行劈裂，从而实现器件的分离；如图7。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法，包括：
提供一金属衬底，发光芯片阵列通过金属连接层与金属衬底正面相连，相邻发光器件之间形成间隙；
在金属衬底背面形成辅助图形；
激光束在衬底背面聚焦，并参考衬底背面的辅助图形对衬底背面进行烧蚀；
在衬底正面沿着背面激光烧蚀线在正面投影的中心位置进行劈裂，使得发光器件分离。
2.根据权利要求1所述的一种金属衬底发光器件的分离方法，其特征在于：所述的金属衬底由钨、铜和钼材料中的一种或多种组成。
3.根据权利要求1所述的一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法，其特征在于：金属衬底背面辅助图形的形成方法包含有光刻。
4.根据权利要求1所述的一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法，其特征在于：激光在衬底背面的烧蚀深度为衬底厚度的1/5-3/5。
5.根据权利要求1所述的一种金属衬底发光器件晶圆的分离方法，其特征在于：所述激光束波长为100-400nm。
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