CN112542534B - 一种表面生长ito和铝电极的led晶片切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，本发明操作时，首先进行外延层的生长，其中外延层的生长属于常规工艺，生长外延层后在GaP窗口层上生长ITO膜层，可有效提高LED芯片的发光亮度，并且提高芯片的导电性能；ITO膜层生长结束后，进行P面电极、N面电极的制作，而后利用锯片机进行锯片切割，切割之前在P面生长保护层，切割完成后对芯片进行清洗，去除晶片表面残留的保护层，烘干后扩膜，形成独立管芯结构。本技术方案工艺设计合理，操作简单，利用氯化铯薄膜作为保护层，进行后续锯片切割时，保护层可以有效起到电极保护、切割保护的作用，极大程度的避免了崩边、崩角损伤的发生，提高晶片良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，具体是一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法。
背景技术
发光二极管简称为LED(LightEmittingDiode)，是一种将电能转换为光能的的固体电致发光(EL)半导体器件。LED实质性核心结构是由元素谱中的III-IV族或III-V族化合物材料构成的P-N节。LED光辐射光谱分布有其独特的一面。它不是单色光(如激光)，也不是宽光谱辐射(如白炽灯)，而是介于两者之间，有几十纳米的带宽、峰值波长位于可见光或近红外区域。LED与普通光源相比具有如下优点：1、高效率：发光效率高，等同功率的LED灯和白炽灯，LED等照明效果好很多；2、寿命长：LED灯最长寿命可达到10万小时，且其半衰周期可达到5万小时以上；3、低耗电：比同光效的白炽灯可节省70％以上的电量；4、低故障：LED作为半导体元件，没有真空器件和高压触发电路等敏感部件，故障率极低；5、绿色、环保：单色性好，LED光谱集中，没有多余的红外、紫外灯光谱，热量、辐射很少，对被照物产生影响少，不含有汞等有害物质，废弃物可以回收，没有污染；6、方向性强：平面发光，方向性强；7、快响应：响应时间短，只有几十纳秒，启动非常迅速；8、多色彩：LED色彩，不同的半导体材料，不同颜色的光，颜色饱和度能够达到130％全彩色不同光色的组合变化多端，利用时序控制电路，更能达到丰富多彩的的动态变化效果。
GaAs基LED晶片的制作过程一般使用氧化铟锡(ITO)作为电流扩展层进行表面电极的扩展，和使用金属铝作为主电极的制作方法，使用金刚刀进行锯片切割。ITO和金属铝电极的制作会使得LED晶片本身应力大幅度增加，而且ITO膜层与外延层之间结合力要远远小于外延层各膜层之间的结合力，而且锯片切割过程，金刚到会与ITO膜层直接接触，这用会使LED晶片在切割过程中造成较严重的物理损伤，尤其是在切割走道的边缘极易形成崩边、裂纹、崩角、斜裂等。锯片切割，使用金刚刀一直处于高速旋转中，刀速一般在30000-40000转每分钟，与晶片接触产生大量的热，一般使用去离子水进行冷却刀片，切割过程中切割产生的ITO碎屑和铝电极在去离子水环境中极易产生电化学腐蚀，使得铝电极从表面开始被慢慢腐蚀掉，形成分层掉电极异常现象，且切割过程中产生的碎屑极易粘附在电极表面(电极一般要高于发光区位置，容易粘附碎屑)，形成表面污染，普通的冲水清洗过程很难将该种较小的碎屑进行有效清洗，大大的降低了芯片的整体质量和良率。传统的锯片切割方法中，通常使用切割保护液来进行切割过程的洁净，但是该方法会大大增加切割成本。
中国专利文件CN105870276A(201610412856.9)提出了一种ITO结构LED芯片及其切割方法，包括如下步骤：先制作成发光二极管的外延片；然后在外延片上制作ITO薄膜层；在ITO薄膜层上制作出带切割走道的的介质膜层；经过湿法或者干法蚀刻制作出图形化的ITO薄膜层和P-GaP窗口层；在图形化的ITO薄膜层和GaP窗口层上制作金属电极；采用钻石刀片对应预制作的切割走道进行芯粒切割。该发明中，采用预制作的切割走道宽度大于刀片厚度4-6μm，这样来避免钻石刀片与ITO薄膜层直接接触，避免了ITO膜层和GaP膜层在刀片切割过程中直接接触，减少对高速旋转状态的钻石刀切割刀片的阻力，并解决了ITO薄膜和GaP薄膜在刀片切割时直接接触容易伴随碎屑附着和产生的崩角、崩边、裂纹等问题，极大地提升了产品的外观质量、可靠性和成品良率。但是预制作走道通常方法就是进行腐蚀或者干法蚀刻，这两种方法的制作过程汇总均会对晶片本身造成内部损伤，无形中已经增加了切割质量的隐患，按照该发明的方法进行切割作业，实际切割质量提升幅度较为有限。
综上所述，需要研究一种表面生长有ITO和铝电极结构的砷化镓基LED的晶片切割不受损伤且又操作简便、成本较低的切割保护方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，包括以下步骤：
1)外延层生长；
2)生长ITO膜层；
3)制备P面电极结构；
4)制备N面电极；
5)P面蒸镀保护层；
6)切割，清洗；
7)结束操作。
较优化地，包括以下步骤：
1)外延层生长：
a)准备外延层生长材料，并检查各装置运行情况；
b)取GaAs衬底，并在GaAs衬底表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层的晶片；
2)生长ITO膜层，再制备P面电极结构：取带有外延层的晶片，在外延层表面生长ITO膜层，ITO膜层覆盖在整个外延层表面；再在ITO膜层表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构；
3)制备N面电极：取带有P面电极结构的晶片，将晶片的GaAs衬底减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极；
4)P面蒸镀保护层：取步骤3)处理后的晶片，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层；
5)切割：将带有保护层的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，再将崩环放在锯片机内，锯片切割；
6)清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，扩膜，形成单个独立管芯；
7)结束操作。
较优化地，包括以下步骤：
1)外延层生长：
a)准备外延层生长材料，并检查各装置运行情况；
b)取GaAs衬底，并在GaAs衬底表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层的晶片；步骤1)中进行外延层的生长，其中外延层生长属于常规工艺；
2)生长ITO膜层，再制备P面电极结构：取带有外延层的晶片，在外延层表面生长ITO膜层，ITO膜层覆盖在整个外延层表面；再在ITO膜层表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构；步骤2)中进行ITO膜层的生长、P面电极结构的制作；
3)制备N面电极：取带有P面电极结构的晶片，将晶片的GaAs衬底减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极；步骤3)中进行N面电极的制作；
4)P面蒸镀保护层：取步骤3)处理后的晶片，N面朝下，P面朝上放置在电子束蒸发台内，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层；其中高真空氛围为1.0E-6Torr及以上，加热蒸发的温度为150℃-280℃，所述保护层的厚度为
步骤4)中进行保护层的蒸镀，保护层可在步骤5)切割时起到保护作用，避免崩边、崩角损伤的发生，避免晶片污染，有效提高晶片良率；
5)切割：将带有保护层的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为30000rpm—45000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为1-2L/MIN，水压为0.2-0.4MPa；步骤5)中利用锯片机进行晶片切割，同时本技术方案充分利用切割时的需要使用去离子水这一操作，配合保护层进行工作，可以在切割时有效对P面电极结构、晶片进行保护；
6)清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为2-4min，水压为0.2-0.4MPa，载盘转速为2500-3500rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；步骤6)中对晶片进行清洗，去除晶片表面残留的氯化铯薄膜，后进行烘干扩膜，使晶片成为单个的独立管芯；
7)结束操作。
较优化地，所述保护层蒸镀时，首先蒸镀生成第一膜层，所述第一膜层的蒸发速率为
厚度为
再在第一膜层上蒸镀生成第二膜层，所述第二膜层的蒸发速率为
第二膜层的厚度为
本发明在蒸镀保护层时，将保护层的生长分为两个阶段，第一阶段生长采用低速率，制作的第一膜层的致密性较高，第二阶段采用高速率提高生长效率，制备的第二膜层的致密性较低，这样在清洗时顶端相对疏松的第二膜层在保护芯片表面避免污染的同时会因为水的存在部分脱落，可同时对底部致密的第一膜层起到保护作用，降低后续的高压清洗难度，且可以避免引起氯化铯本身清洗不净的污染。
较优化地，所述步骤2)中，ITO膜层的厚度为
生长温度为270-330℃。
较优化地，所述步骤5)中，刀轮进刀刀速为20-60mm/s。
较优化地，所述步骤3)中，N面电极覆盖整个晶片背面，N面电极为Ni、Ge、Au、Pt中任意一种金属制作的电极结构。
较优化地，所述步骤2)中，P面电极结构自下而上包括以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au中任意一种金属制作的底层、以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au中任意一种金属制作的过渡层，Al顶层主电极。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明操作时，首先进行外延层的生长，其中外延层的生长属于常规工艺，生长外延层后在GaP窗口层上生长ITO膜层，ITO膜层为透明导电膜，可有效提高LED芯片的发光亮度，并且提高芯片的导电性能，起到电流扩展作用；ITO膜层生长结束后，进行P面电极、N面电极的制作，而后利用锯片机进行锯片切割，切割之前在P面生长保护层，保护层选择氯化铯薄膜，对晶片进行切割保护、电极保护，有效提高芯片良率；切割完成后对芯片进行清洗，去除晶片表面残留的保护层，烘干后扩膜，形成独立管芯结构。
现如今在芯片制作时，芯片P面的电流扩展层一般选择为ITO膜层(氧化铟锡)，但在进行锯片切割时，由于ITO膜层的制备会使得晶片本身的应力大幅度增加，钻石刀直接与ITO膜层接触切割时，极容易发生较严重的物理损伤，尤其是在切割走道的边缘极易形成崩边、裂纹、崩角、斜裂等情况；针对该问题，本技术方案进行锯片切割之前，在晶片P面上蒸镀一层保护层，可有效避免切割刀与ITO膜层直接接触，避免切割走道边缘发生崩边、崩角等情况。
同时，钻石刀进行锯片切割时，产生的切割碎屑和冷却刀轮的去离子水会四处飞溅，极易在晶片表面残留划痕、水渍，形成表面污染，极大地影响的晶片外观良率，并且切割过程中切割产生的ITO碎屑和铝电极在去离子水环境中极易产生电化学腐蚀，使得铝电极从表面开始被慢慢腐蚀掉，形成分层掉电极异常现象；针对该问题，本技术方案将保护层选择为氯化铯薄膜，氯化铯薄膜作为保护层，最大的特点是该种膜材料易潮解，可以在锯片切割过程中起到切割保护的作用；在锯片机使用钻石刀锯片过程中，刀轮高速旋转产生的大量热需要使用去离子水进行冷却，而去离子水可以使晶片表面的氯化铯薄膜潮解，位于上方的第二膜层致密度交底，可在去离子水作用下脱硫，位于下方的第一膜层致密度较高，在去离子水作用下不会脱落；此时切割过程中产生的切割碎屑、水渍既可以粘附在氯化铯薄膜上随着潮解脱落，也可以粘附在剩余的氯化铯薄膜上，随着后续清洗机清洗时除去。
在去离子水冷却刀轮过程中，由于氯化铯薄膜位于电极上方，可起到隔绝保护作用，电极与切割过程中形成的ITO碎屑无法与电极接触，避免了电化学腐蚀的发生，有效对电极提供保护，提高了晶片的质量和良率。
本发明中，氯化铯薄膜生长的厚度需要有一定的限定条件，在实际操作中，若氯化铯薄膜的厚度较大时，虽然依旧能够起到切割保护的作用，但会给后续氯化铯薄膜清洗造成困难，容易发生氯化铯残留，清洗不干净；而氯化铯薄膜厚度较小时，切割保护效果较差，无法有效保证晶片的切割质量；同时本技术方案中对氯化铯薄膜的致密性需要一定的限定条件，在实际切割操作中，由于去离子水的存在，若氯化铯薄膜的致密性较差，整个膜层会因为水的潮解全部脱落，无法对电极起到保护作用；而氯化铯薄膜致密性太好，则会潮解较慢，水洗可能会比较困难，反而会引入氯化铯膜层对芯片的污染；因此本技术方案中将保护层设计为致密性较好的第一膜层、相对疏松的第二膜层，其中第一膜层的厚度为
第二膜层的厚度为
同时，基于致密性考虑，技术方案将氯化铯的生长参数设定为高真空氛围为1.0E-6Torr及以上，加热蒸发的温度为150℃-280℃，氯化铯薄膜两个阶段的蒸发速率分别为
该限定条件下生成的氯化铯渐变致密性薄膜较为适宜。
本技术方案适用于所有表面生长ITO和铝电极结构的GaAs基LED晶片的切割制作。
本技术方案公开了一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，工艺设计合理，操作简单，利用氯化铯薄膜作为保护层，进行后续锯片切割时，保护层可以有效起到电极保护、切割保护的作用，极大程度的避免了崩边、崩角损伤的发生，提高晶片良率；同时氯化铯薄膜易潮解，便于清洗去除，操作不需要引入特殊设备，利用较低的成本，解决了切割污染和切割中的电化学腐蚀问题，具有较高的实用性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明操作时，生长有外延层的GaAs基LED晶片结构示意图；
图2为本发明操作时，表面生长ITO膜层的晶片结构示意图；
图3为本发明操作时，完成P电极制作的晶片结构示意图；
图4为本发明操作时，晶片GaAs衬底减薄后并生长N面电极的晶片结构示意图；
图5为本发明操作时，表面生长氯化铯薄膜的晶片结构示意图。
图中：1-N面电极、2-外延层、3-ITO膜层、4-保护层、5-P面电极结构、6-GaAs衬底。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
S1：外延层2生长：准备外延层2生长材料，并检查各装置运行情况；再取GaAs衬底6，并在GaAs衬底6表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层2的晶片；
S2：生长ITO膜层3，再制备P面电极结构5：取带有外延层2的晶片，在外延层2表面生长ITO膜层3，ITO膜层3覆盖在整个外延层2表面，其中ITO膜层3的厚度为
生长温度为270℃；再在ITO膜层3表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构5；
S3：制备N面电极1：取带有P面电极结构5的晶片，将晶片的GaAs衬底6减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极1；
S4：P面蒸镀保护层4：取S3步骤处理后的晶片，N面朝下，P面朝上放置在电子束蒸发台内，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层4；其中高真空氛围为1.0E-6Torr，加热蒸发的温度为150℃，保护层4蒸镀时，首先蒸镀生成第一膜层，所述第一膜层的蒸发速率为
厚度为
再在第一膜层上蒸镀生成第二膜层，所述第二膜层的蒸发速率为
第二膜层的厚度为
S5：切割：将带有保护层4的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为30000rpm，刀轮进刀刀速为20mm/s；切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为1L/MIN，水压为0.2MPa；
S6：清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为2min，水压为0.4MPa，载盘转速为2500rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；结束操作。
本实施例中，N面电极1覆盖整个晶片背面，N面电极1为Ni制作的电极结构；P面电极结构5自下而上包括Pt底层、Au过渡层，Al顶层主电极。
实施例2：
S1：外延层2生长：准备外延层2生长材料，并检查各装置运行情况；再取GaAs衬底6，并在GaAs衬底6表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层2的晶片；
S2：生长ITO膜层3，再制备P面电极结构5：取带有外延层2的晶片，在外延层2表面生长ITO膜层3，ITO膜层3覆盖在整个外延层2表面，其中ITO膜层3的厚度为
生长温度为300℃；再在ITO膜层3表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构5；
S3：制备N面电极1：取带有P面电极结构5的晶片，将晶片的GaAs衬底6减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极1；
S4：P面蒸镀保护层4：取S3步骤处理后的晶片，N面朝下，P面朝上放置在电子束蒸发台内，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层4；其中高真空氛围为1.0E-6Torr，加热蒸发的温度为240℃，保护层4蒸镀时，首先蒸镀生成第一膜层，所述第一膜层的蒸发速率为
厚度为
再在第一膜层上蒸镀生成第二膜层，所述第二膜层的蒸发速率为
第二膜层的厚度为
S5：切割：将带有保护层4的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为40000rpm，刀轮进刀刀速为40mm/s；切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为1.5L/MIN，水压为0.3MPa；
S6：清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为3min，水压为0.3MPa，载盘转速为3000rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；结束操作。
本实施例中，N面电极1覆盖整个晶片背面，N面电极1为Ni制作的电极结构；P面电极结构5自下而上包括Pt底层、Au过渡层，Al顶层主电极。
实施例3：
S1：外延层2生长：准备外延层2生长材料，并检查各装置运行情况；再取GaAs衬底6，并在GaAs衬底6表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层2的晶片；
S2：生长ITO膜层3，再制备P面电极结构5：取带有外延层2的晶片，在外延层2表面生长ITO膜层3，ITO膜层3覆盖在整个外延层2表面，其中ITO膜层3的厚度为
生长温度为330℃；再在ITO膜层3表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构5；
S3：制备N面电极1：取带有P面电极结构5的晶片，将晶片的GaAs衬底6减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极1；
S4：P面蒸镀保护层4：取S3步骤处理后的晶片，N面朝下，P面朝上放置在电子束蒸发台内，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层4；其中高真空氛围为1.0E-6Torr，加热蒸发的温度为280℃，保护层4蒸镀时，首先蒸镀生成第一膜层，所述第一膜层的蒸发速率为
厚度为
再在第一膜层上蒸镀生成第二膜层，所述第二膜层的蒸发速率为
第二膜层的厚度为
S5：切割：将带有保护层4的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为45000rpm，刀轮进刀刀速为60mm/s；切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为2L/MIN，水压为0.4MPa；
S6：清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为4min，水压为0.2MPa，载盘转速为3500rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；结束操作。
本实施例中，N面电极1覆盖整个晶片背面，N面电极1为Ni制作的电极结构；P面电极结构5自下而上包括Pt底层、Au过渡层，Al顶层主电极。
对比例1：
S1：外延层2生长：准备外延层2生长材料，并检查各装置运行情况；再取GaAs衬底6，并在GaAs衬底6表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层2的晶片；
S2：生长ITO膜层3，再制备P面电极结构5：取带有外延层2的晶片，在外延层2表面生长ITO膜层3，ITO膜层3覆盖在整个外延层2表面，其中ITO膜层3的厚度为
生长温度为300℃；再在ITO膜层3表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构5；
S3：制备N面电极1：取带有P面电极结构5的晶片，将晶片的GaAs衬底6减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极1；
S4：切割：将N面电极1生长结束后的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为40000rpm，刀轮进刀刀速为40mm/s；切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为1.5L/MIN，水压为0.3MPa；
S5：清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为3min，水压为0.3MPa，载盘转速为3000rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；结束操作。
本实施例中，N面电极1覆盖整个晶片背面，N面电极1为Ni制作的电极结构；P面电极结构5自下而上包括Pt底层、Au过渡层，Al顶层主电极。
对比例2：
S1：外延层2生长：准备外延层2生长材料，并检查各装置运行情况；再取GaAs衬底6，并在GaAs衬底6表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层2的晶片；
S2：生长ITO膜层3，再制备P面电极结构5：取带有外延层2的晶片，在外延层2表面生长ITO膜层3，ITO膜层3覆盖在整个外延层2表面，其中ITO膜层3的厚度为
生长温度为300℃；再在ITO膜层3表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构5；
S3：制备N面电极1：取带有P面电极结构5的晶片，将晶片的GaAs衬底6减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极1；
S4：P面蒸镀保护层4：取S3步骤处理后的晶片，N面朝下，P面朝上放置在电子束蒸发台内，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层4；其中高真空氛围为1.0E-6Torr，加热蒸发的温度为240℃，保护层4蒸镀时，蒸发速率为
厚度为
S5：切割：将带有保护层4的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为40000rpm，刀轮进刀刀速为40mm/s；切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为1.5L/MIN，水压为0.3MPa；
S6：清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为3min，水压为0.3MPa，载盘转速为3000rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；结束操作。
本实施例中，N面电极1覆盖整个晶片背面，N面电极1为Ni制作的电极结构；P面电极结构5自下而上包括Pt底层、Au过渡层，Al顶层主电极。
结论：
1、实施例1-3按照本发明技术方案进行晶片加工制备；对比例1中并没有进行保护层4的蒸镀，对比例2中保护层为一层氯化铯薄膜，且得到的保护层致密性较高，其中实施例1-3分别与对比例1、对比例2形成对照。
取实施例1-3、对比例1制备得到的晶片样品，观察其外观；观察发现实施例1-3中制备得到的晶片表面明显无崩角、崩边等现象，晶片上无水渍、碎屑残留印迹，P面电极结构5外观良好；
对比例1制备的的芯片表面出现崩角，切割边缘不平整，且芯片表面残留有水渍印迹，P面电极结构5出现分层掉电极异常现象；对比例2制备的芯片表面无明显崩角、崩边等现象。
2、在实施例1-3、对比例2操作过程中，实施例1-3的保护层清洗难度较低，保护层脱落速度较快，制得的晶片表面无残留氯化铯薄膜，而对比例2操作时清洗难度较高，晶片表面残留有未被清洗干净的氯化铯膜；
本技术方案工艺设计合理，操作简单，利用氯化铯薄膜作为保护层4，进行后续锯片切割时，保护层4可以有效起到电极保护、切割保护的作用，极大程度的避免了崩边、崩角损伤的发生，提高晶片良率；同时氯化铯薄膜易潮解，便于清洗去除，操作不需要引入特殊设备，利用较低的成本，解决了切割污染和切割中的电化学腐蚀问题；技术方案中将保护层设计为致密性较好的第一膜层、相对疏松的第二膜层，后续清洗难度低，晶片表面不会出现氯化铯残留，避免了氯化铯污染，具有较高的实用性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)外延层(2)生长：
a)准备外延层(2)生长材料，并检查各装置运行情况；
b)取GaAs衬底(6)，并在GaAs衬底(6)表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层(2)的晶片；
2)生长ITO膜层(3)，再制备P面电极结构(5)：取带有外延层(2)的晶片，在外延层(2)表面生长ITO膜层(3)，ITO膜层(3)覆盖在整个外延层(2)表面；再在ITO膜层(3)表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构(5)；
3)制备N面电极(1)：取带有P面电极结构(5)的晶片，将晶片的GaAs衬底(6)减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极(1)；
4)P面蒸镀保护层(4)：取步骤3)处理后的晶片，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层(4)；
5)切割：将带有保护层(4)的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，再将崩环放在锯片机内，锯片切割；
6)清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，扩膜，形成单个独立管芯；
7)结束操作。
2.根据权利要求1所述的一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)外延层(2)生长：
a)准备外延层(2)生长材料，并检查各装置运行情况；
b)取GaAs衬底(6)，并在GaAs衬底(6)表面依次生长外延缓冲层、N型砷化镓层、MQW量子阱层、P型AlGaInP层、P型砷化镓层、GaP窗口层，得到带有外延层(2)的晶片；
2)生长ITO膜层(3)，再制备P面电极结构(5)：取带有外延层(2)的晶片，在外延层(2)表面生长ITO膜层(3)，ITO膜层(3)覆盖在整个外延层(2)表面；再在ITO膜层(3)表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极结构(5)；
3)制备N面电极(1)：取带有P面电极结构(5)的晶片，将晶片的GaAs衬底(6)减薄，并在减薄后的晶片背面生长N面电极(1)；
4)P面蒸镀保护层(4)：取步骤3)处理后的晶片，N面朝下，P面朝上放置在电子束蒸发台内，高真空氛围下，在晶片P面上进行加热蒸发，生长氯化铯薄膜，形成保护层(4)；其中高真空氛围为1.0E-6Torr及以上，加热蒸发的温度为150℃-280℃，所述保护层(4)的厚度为
5)切割：将带有保护层(4)的晶片贴在带有蓝膜的崩环上，N面朝下，P面朝上；再将崩环放在锯片机内，通过钻石刀进行锯片切割，刀速为30000rpm—45000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，其中去离子水的流量为1-2L/MIN，水压为0.2-0.4MPa；
6)清洗：切割完成后，再将晶片放置在清洗机内进行表面清洗，清洗机型号为DCS1440，清洗时间为2-4min，水压为0.2-0.4MPa，载盘转速为2500-3500rpm；再进行扩膜，形成单个独立管芯；
7)结束操作。
3.根据权利要求2所述的一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：所述保护层(4)蒸镀时，首先蒸镀生成第一膜层，所述第一膜层的蒸发速率为
厚度为
再在第一膜层上蒸镀生成第二膜层，所述第二膜层的蒸发速率为
第二膜层的厚度为
4.根据权利要求2所述的一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：所述步骤2)中，ITO膜层(3)的厚度为
生长温度为270-330℃。
5.根据权利要求2所述的一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：所述步骤5)中，刀轮进刀刀速为20-60mm/s。
6.根据权利要求2所述的一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：所述步骤3)中，N面电极(1)覆盖整个晶片背面，N面电极(1)为Ni、Ge、Au、Pt中任意一种金属制作的电极结构。
7.根据权利要求2所述的一种表面生长ITO和铝电极的LED晶片切割方法，其特征在于：所述步骤2)中，P面电极结构(5)自下而上包括以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au中任意一种金属制作的底层、以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au中任意一种金属制作的过渡层，Al顶层主电极。
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