CN112975117B - 一种激光剥离方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光剥离方法及装置,该激光剥离装置包括:激光发射装置,分光装置及第一激光反射单元;激光发射装置向分光装置辐射激光束,分光装置将激光束分为射向待剥离物的第一激光束和射向第一激光反射单元的第二激光束,第一激光束的能量大于第二激光束,第一激光束被配置为使待剥离物中的微元件和生长基底分离;第一激光反射单元将第二激光束反射至微元件,以去除经第一激光束作用后的微元件上的残留物;通过分光装置将激光束分成两束激光,将待剥离物中的微元件和生长基底进行激光剥离的同时,充分去除微元件上的残留物,使得微元件和生长基底充分剥离的同时进行残留物的去除,有效提高工艺效率,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体显示技术领域,尤其涉及一种激光剥离方法及装置。
背景技术
微元件包括但不限于半导体器件,以微型发光二极管(Micro Light EmittingDiode,Micro LED)为例,Micro LED作为下一代显示技术,相比于液晶显示器(LiquidCrystal Display,LCD)、有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode,OLED)技术,其亮度更高、发光效率更好、同时具有低功耗和长寿命的性能。
在Micro LED制备工艺流程过程中,一项关键技术是去除生长基底所使用的激光剥离技术。示例性地,激光剥离技术主要是利用缓冲层(例如氮化镓)与生长基底的带隙差异,采用光子能量大于氮化镓带隙、小于生长基底带隙的紫外激光辐射,使氮化镓在900℃~1000℃热分解形成金属镓和氮气,从而实现Micro LED自生长基底的分离。但是在激光剥离过程后,Micro LED上往往会存在少部分的金属镓。为了解决该问题,相关技术中是将经过激光剥离后的Micro LED通过酸洗(HCL)工艺进行去除,但是采用酸洗会使Micro LED芯片的电极受到一定程度的腐蚀。
因此,如何在既不腐蚀Micro LED电极的情况下实现金属镓的去除是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足,本申请的目的在于提供一种激光剥离方法及装置,旨在解决激光剥离工艺中,采用酸洗工艺去除残留物会使微元件的电极受到一定程度腐蚀的问题。
本发明提供一种激光剥离装置,包括:激光发射装置,分光装置,第一激光反射单元;
所述激光发射装置被配置为辐射激光束;
所述分光装置设于所述激光束的出光光路上;所述分光装置被配置为将所述激光束分为第一激光束和第二激光束,其中,经所述分光装置分束后的所述第一激光束的能量大于第二激光束的能量,所述第一激光束作用于一待剥离物以使所述待剥离物中的微元件和生长基底分离;
所述第一激光反射单元被配置为将所述第二激光束反射至所述微元件,以去除经所述第一激光束作用后的所述微元件表面的残留物。
上述激光剥离装置中,通过设置的分光装置,将激光发射装置发射出的激光分成两束激光,第一激光束被微元件与生长基底之间的缓冲层吸收产生化学反应,从而将生长基底与微元件分离,第二激光束射向经第一激光束作用后的微元件表面。以缓冲层为氮化镓为例,相应微元件表面的残留物为金属镓,而金属镓的熔点较低(29.7℃),所以较低熔点的金属镓可容易地经由该第二激光束去除。故,本申请实现微元件与生长基底充分剥离的同时还能将微元件表面残留的金属去除,从而可有效避免微元件的电极被腐蚀,提高产品良率。
可选地,所述第一激光反射单元包括:第一振镜,第一扫描电镜;
所述第一扫描电镜和所述分光装置均连接于所述第一振镜,所述第一扫描电镜被配置为反射所述第二激光束;
所述第一振镜被配置为控制经所述分光装置分束后的所述第一激光束和所述第二激光束射向所述待剥离物。
可选地,经所述第一激光反射单元反射后的第二激光束与所述第一激光束平行。
可选地,该装置还包括:
聚光装置;
所述聚光装置被配置为将所述第一激光束和第二激光束进行聚焦后射向所述待剥离物。
可选地,所述激光剥离装置还包括:能量衰减器,能量监控装置;
所述能量监控装置被配置为对所述第二激光束的能量进行实时监控;
所述能量衰减器被配置为对所述第二激光束的能量进行能量输出控制。
通过在第二激光的光路上设置能量监控装置和能量衰减装置,实时地对激光的能量的进行监控,充分利用激光能量,保证激光剥离过程中,微元件表面的残留物能够充分的去除,同时不会对微元件造成损伤。
可选地,所述激光剥离装置还包括:振荡器;
所述振荡器被配置为振荡所述待剥离物以使所述微元件上经所述第二激光束作用后的残留物从微元件上脱落。
为了使得芯片上的金属镓熔融后更加充分的从芯片上脱离,该装置中还设置了振荡器,所述振荡器振荡所述待剥离物以将所述微元件上被第二激光束辐射后熔融的金属残留物从微元件上脱离。
可选地,所述激光剥离装置还包括第二激光反射单元;
所述第二激光反射单元设于所述激光发射装置与所述分光装置之间,所述第二激光反射单元被配置为将所述激光发射装置发射的激光束反射至所述分光装置。
所述第二激光反射单元包括:第二振镜,第二扫描电镜;
所述第二扫描电镜连接于所述第二振镜,所述第二扫描电镜被配置为反射所述激光束至所述分光装置;
所述第二振镜被配置为控制经所述第二扫描电镜反射后的激光束射向所述分光装置。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种激光剥离方法,包括:激光发射装置辐射激光束至分光装置;
所述分光装置将所述激光束分为射向待剥离物的第一激光束和射向第一激光反射单元的第二激光束,经所述分光装置分束后的所述第一激光束的能量大于所述第二激光束的能量;
所述第一激光束作用于所述待剥离物以使所述待剥离物中的微元件和生长基底分离;
所述第一激光反射单元将所述第二激光束反射至所述微元件,以去除经所述第一激光束作用后的所述微元件表面的残留物。
可选地,所述第二激光束经能量监控装置以及能量衰减装置后射向所述微元件;
所述能量监控装置对所述第二激光束的能量进行实时监控;
所述能量衰减装置根据所述能量监控装置的监测结果以控制所述第二激光束的能量输出。
本发明的激光剥离方法中,通过在原有的激光剥离装置中设置一分光装置,将激光发射装置发射出的激光分成两束激光,第一激光束被微元件与生长基底之间的缓冲层吸收产生化学反应,从而将生长基底与微元件分离,第二激光束射向经第一激光束作用后的微元件表面。以缓冲层为氮化镓为例,相应微元件表面的残留物为金属镓,而金属镓的熔点较低(29.7℃),所以较低熔点的金属镓可容易地经由该第二激光束去除。故,本申请实现微元件与生长基底充分剥离的同时还能将微元件表面残留的金属去除,从而可有效避免微元件的电极被腐蚀,提高产品良率。
附图说明
图1为示例性技术中的激光剥离装置的结构示意图;
图2为一实施例中的激光剥离装置的结构示意图;
图3为一实施例中的第二振镜控制第二扫描电镜沿X轴向旋转的示意图;
图4为一实施例中的第一振镜控制分光装置沿Y轴向旋转的示意图;
图5为另一实施例中的激光剥离装置的结构示意图;
图6为又一实施例中的激光剥离装置的结构示意图;
图7为一实施例中的激光剥离方法流程图;
附图标记说明:
111a-激光发射装置,111f-第二振镜,111b-第二扫描电镜,111i-第一振镜,111j-第一扫描电镜,111d-聚光装置,111e-生长基底,111h-微元件,20-第一激光反射单元,21-分光装置,22-第二激光反射单元,201-第一激光束,202-第二激光束,51-能量监控装置,52-能量衰减装置,61-第一能量监控装置,62-第一能量衰减装置。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。
参见图1所示,为相关技术中的激光剥离装置结构示意图,激光发射装置111a发射出的激光束经过由第二振镜111f控制的第二扫描电镜111b后,在第二扫描电镜111b上反射,激光束反射到由第一振镜111i控制的第一扫描电镜111j上,第二振镜111f和第一振镜111i分别控制第二扫描电镜111b和第一扫描电镜111j在X和Y方向上旋转从而控制激光束在生长基底111e表面作螺旋状运动,从而实现芯片与生长基底的激光剥离。但在此激光剥离装置中进行激光剥离的芯片,芯片与生长基底剥离的不够的充分,且芯片表面往往会存在部分残留物,为去除芯片上的残留物,相关技术中将经过该激光剥离装置进行激光剥离后的芯片置于加热台中进行加热,使得芯片表面的金属残留物达到熔融状态,从而去除芯片上的残留物,但这种去残留的方法增加了工艺流程和成本。或者是将经过激光剥离后的芯片通过酸洗(HCL)工艺进行去除芯片上的残留物,但是采用酸洗会使芯片的电极受到一定程度的腐蚀。
基于此,本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
为了解决激光剥离工艺中,剥离不充分、存在残留物,采用酸洗去除残留物会使芯片的电极受到一定程度的腐蚀的问题。
本发明一实施例中:提供一种激光剥离装置,参见图2所示,包括:激光发射装置111a,分光装置21,第一激光反射单元20;
所述激光发射装置111a被配置为辐射激光束;
所述分光装置21设于所述激光束的出光光路上,所述分光装置被配置为将所述激光束分第一激光束201和第二激光束202,其中,经所述分光装置21分束后的所述第一激光束201的能量大于第二激光束202的能量,所述第一激光束201作用于一待剥离物以使所述待剥离物中的微元件111h和生长基底111e分离;
所述第一激光反射单元20被配置为将所述第二激光束202反射至所述微元件111h,以去除经所述第一激光束201作用后的所述微元件表面的残留物。
所述待剥离物中的生长基底111e具有良好的透光性,生长基底111e上面生长有微元件111h,微元件111h与生长基底111e之间通常还设置有缓冲层,用于降低应力和晶格匹配差异。示例性地,本申请后续实施例以缓冲层为氮化镓(GaN),微元件为Micro LED芯片为例进行说明。所述第一激光束201的能量透过生长基底111e,被氮化镓层吸收产生化学反应将氮化镓层分解为氮气和金属镓,使得芯片与生长基底剥离。氮化镓分解后生成的一部分金属镓附在芯片的表面,随着第一激光束将氮化镓层分解为氮气和金属镓的同时,所述第二激光束将芯片上的金属镓辐射成熔融状态后从芯片上脱离。本实例中,第二激光束的能量依据分解后形成的金属的熔点而定。
本实施例中,所述第一激光反射单元20包括:第一振镜111i,第一扫描电镜111j;
所述第一扫描电镜111j和所述分光装置21均连接于所述第一振镜111i,所述第一扫描电镜111j被配置为反射所述第二激光束202;
所述第一振镜111i被配置为控制经所述分光装置21分束后的所述第一激光束201和所述第二激光束202射向所述待剥离物。
本实施例中,经所述第一激光反射单元20反射后的第二激光束202与第一激光束201平行,所述第一激光束201和第二激光束202之间的平行距离小于或等于5mm,这样能保证两束激光能辐射在微元件111h同一区域位置上,分对微元件111h与生长基底111e进行激光剥离的同时去除微元件表面上残留的金属镓。
本实施例的一种示例中,所述激光剥离装置还包括第二激光反射单元22,所述第二激光反射单元22设于所述激光发射装置111a与所述分光装置21之间,所述第二激光反射单元22被配置为将所述激光发射装置111a发射的激光束反射至所述分光装置21。
本示例中,可通过所述第二激光反射单元22将所述激光发射装置发射的激光束反射至所述分光装置21上。在一些示例中,激光发射装置发射的激光可直接射向所述分光装置21,不需要通过所述第二激光反射单元22将激光发射装置的发射的激光束反射到分光装置21上。本示例中的第二激光反射单元22包括:第二振镜111f,第二扫描电镜111b;
所述第二扫描电镜111b连接于所述第二振镜111f,所述第二扫描电镜111b被配置为反射所述激光束至所述分光装置21;
所述第二振镜111f被配置为控制所述第二扫描电镜111b沿X轴向旋转以将所述第二扫描电镜111b反射的激光束射向所述分光装置21。
所述激光发射装置111a发射出的激光束经由所述第二振镜111f控制的所述第二扫描电镜111b后,在第二扫描电镜111b上进行全反射,所述第二振镜111f可控制所述第二扫描电镜111b在其X轴向上进行旋转,参考图3所示,所述第二振镜111f控制所述第二扫描电镜111b沿X轴向进行旋转,从而控制激光发射装置111a发射出的激光束经第二扫描电镜111b反射后的反射光线路径的移动。
发射出的激光束在所述第二扫描电镜111b上反射后经由所述分光装置21,分光装置21能将一部分的激光束反射形成第一激光束201,另一部分的激光束将透过所述分光装置21形成第二激光束202,透过所述分光装置21的第二激光束202反射到所述第一扫描电镜111j上,所述分光装置21与所述第一扫描电镜111j之间保持在相互平行的平面上,所述分光装置21和所述第一扫描电镜111j均连接于所述第一振镜111i,均由所述第一振镜111i控制,参考图4所述,所述第一振镜111i可控制所述分光镜21以及所述第一扫描电镜111j同步沿着Y轴向进行旋转运行,从而控制所述第一激光束201和第二激光束202在竖直方向上移动,第一激光束201和第二激光束202在竖直方向上移动扫描到激光束下方的生长基底111e,使得Micro LED芯片111h与生长基底111e进行充分的激光剥离,以及去除Micro LED芯片111h上残留的镓金属。所述第一激光束201被配置为对Micro LED芯片111h和生长基底111e进行激光剥离,所述第二激光束202被配置为对Micro LED芯片111h上残留的金属镓进行去除,经过两束激光同时辐射,使得Micro LED芯片111h与生长基底111e得到充分的剥离的同时去除了Micro LED芯片111h表面残留的镓金属。
本实施例中,所述激光剥离装置还包括聚光装置111d;
所述聚光装置111d被配置为将所述第一激光束和第二激光束进行聚焦后射向所述待剥离物。为了使第一激光束和第二激光束射向待剥离物的能量更加集中,本实施例中设置了聚光装置111d,聚光装置将第一激光束和第二激光束进行聚焦后再射向待剥离物。
在一种示例中,所述激光剥离装置还包括振荡器(图中未示出);
所述振荡器被配置为振荡所述待剥离物以使所述微元件111h上经所述第二激光束202作用后的残留物从微元件111h上脱落。
在一些场景中,Micro LED芯片上的金属镓被第二激光束202从固态辐射成熔融状态后,可基于其自身的重力从Micro LED芯片上脱落。
在另外一种场景中,为了使得Micro LED芯片上的金属镓成熔融状态后能够充分的从芯片上脱落,还可以通过振荡器来振荡待剥离物,从而使得Micro LED芯片上熔融态的镓从Micro LED芯片上充分的脱落以达到去残留的效果更佳,去残更加充分、彻底。
本发明实施例提供的激光剥离装置,包括:激光发射装置,分光装置,第一激光反射单元;激光发射装置向分光装置发射激光束,分光装置将激光束分为射向待剥离物的第一激光束和射向第一激光反射单元的第二激光束,第一激光束的能量大于第二激光束,第一激光束使得待剥离物上的氮化镓层分解为氮气和金属镓使芯片与基底剥离;第一激光反射单元将第二激光束反射至待剥离物,使得芯片上的金属镓成熔融状态后从芯片上脱离;通过设置的分光装置,将激光发射装置发射出的激光分成两束激光,第一激光束将芯片与基底结合的氮化镓层分解为氮气和金属镓,第二激光束将芯片表面残留的金属镓去除。经过两束激光束同时辐射待剥离的芯片与基底,将芯片与基底剥离的同时将芯片上的金属镓去除,可实现芯片与生长基底充分剥离与芯片残留的金属镓充分去除,解决了采用酸洗去除残留物会使芯片的电极受到一定程度的腐蚀的问题,有效提高工艺效率,降低成本。
本发明另一实施例中:为了解决激光剥离工艺中,剥离不充分、存在残留的镓金属,采用酸洗去除残留物会使芯片的电极受到一定程度的腐蚀的问题。本实施例提供一种激光剥离装置,如图5所述,本实施例中的激光剥离装置还包括能量监控装置51,能量衰减器52,;
所述能量监控装置51被配置为对所述第二激光束202的能量进行实时监控;
所述能量衰减器52被配置为对所述第二激光束202的能量进行能量输出控制。
所述能量监控装置51和能量衰减装置52设于所述第二激光束的激光光路上,如图5中所示,所述能量监控装置51和能量衰减装置52设于第一扫描电镜111j与聚光装置111d之间的第二激光束的光线路径上。
通过能量监控装置51和能量衰减器52对第二激光束202的能量实时的进行监控和能量大小的控制,使得第二激光束的能量能够充分的将氮化镓层分解后残留在芯片上的金属镓充分的从固态辐射成熔融状态后去除,从而使得芯片上残留的金属镓完全的去除,同时,避免激光束的能量过大,而导致芯片受损。
在一种示例中,所述分光装置21为分光镜,当然也可采用与分光镜有着同样的能够对激光束进行分光作用的其他分光装置,本实施例中,并不作限定。在本示例中,所述分光镜的分光率为90%-95%,透光率为5%-10%,即分光镜能够将经过分光镜上90%-95%的激光束反射形成第一激光束201,而将剩下5%-10%的激光束透过分光镜形成第二激光束202。反射的90%-95%第一激光束201对Micro LED芯片与生长基底111e进行激光剥离,5%-10%的第二激光束202对Micro LED芯片进行第二次激光辐射,将Micro LED芯片表面残留的镓金属去除。经过两束激光同时辐射,使得Micro LED芯片与生长基底111e得到充分的剥离的同时去除了Micro LED芯片表面残留的镓金属。设置于所述第一激光束201和第二激光束202的光线路径上的聚焦装置111d,所述聚焦装置111d对所述第一激光束201和第二激光束202进行光线聚焦后,对Micro LED芯片进行激光剥离以及去除Micro LED芯片残留的镓。
本申请提供的激光剥离装置,通过两束激光束同时辐射至待剥离的芯片与生长基底,将芯片与生长基底剥离的同时将芯片上的金属镓辐射成熔融状态后去除,并通过设置于第二激光束的激光光路上的能量监控装置与能量衰减装置,对第二激光束的激光能量进行实时监控,从而使得芯片上残留的金属镓完全的去除,同时,避免激光束的能量过大,而导致芯片受损,可实现芯片与生长基底充分剥离与芯片残留的金属镓充分去除,从而可有效避免微元件的电极被腐蚀,提高产品良率。
本发明又一实施例中:为了解决激光剥离工艺中,剥离不充分、存在残留物,而采用酸洗去除残留物会使芯片的电极受到一定程度的腐蚀的问题。本实施例还提供一种激光剥离装置,如图6所示,本实施例中,所述激光剥离装置还包括:设置于所述第一激光束201光线路径上的第一能量监控装置61,第一能量衰减装置62;
所述第一能量监控装置61被配置为对所述第一激光束201的能量进行实时监控;
所述第一能量衰减器62被配置为对所述第一激光束201的能量进行能量输出控制。
以及设置于所述第二激光束202光线路径上的能量监控装置51,能量衰减装置52;
所述能量监控装置51被配置为对所述第二激光束202的能量进行实时监控;
所述能量衰减器52被配置为对所述第二激光束202的能量进行能量输出控制。
第一激光束201经过第一能量监控装置61,使得第一能量监控装置61对第一激光束201进行实时的能量的监控,监控到达待剥离的生长基底111e上的第一激光束201的能量,判断是否能对Micro LED芯片和生长基底111e进行充分的激光剥离,以便于对第一激光束201的能量进行控制,保证能够充分的剥离芯片与基底。第二激光束202经过能量衰减装置52和能量监控装置51,能量监控装置51对第二激光束202的能量进行实时的监控,以保证Micro LED芯片上残留的金属镓能够被充分的去除。设置于所述第一激光束201和第二激光束202的光线路径上的聚焦装置111d,所述聚焦装置111d对所述第一激光束201和第二激光束202进行光线聚焦后,对Micro LED芯片进行激光剥离以及去除Micro LED芯片残留的镓。
本发明提供的激光剥离装置,通过在原有的激光剥离装置中增加了分光装置,将激光发射装置发射出的激光分成两束激光,分别被配置为进行芯片与生长基底的激光剥离和芯片表面镓金属残留的去除。通过在两束激光的光路上设置能量监控装置和能量衰减装置,实时地对激光的能量的进行监控,充分利用激光能量,保证激光剥离过程中,芯片与生长基底能够充分的剥离,芯片表面残留的镓金属能够充分的去除。经过两束激光同时辐射,可实现芯片与生长基底充分剥离的同时,将芯片上残留金属镓进行充分去除,从而可有效避免微元件的电极被腐蚀,提高产品良率。
为了解决激光剥离工艺中,剥离不充分、存在残留的镓金属的问题。本实施例还提供一种激光剥离方法,如图7,包括步骤:
S701、激光发射装置辐射激光束至分光装置;
本实施例中,可通过所述第二激光反射单元将所述激光发射装置发射的激光束反射至所述分光装置上。在一些示例中,激光发射装置发射的激光可直接射向所述分光装置,不需要通过所述第二激光反射单元将激光发射装置的发射的激光束反射到分光装置上。本示例中的第二激光反射单元包括:第二振镜111f,第二扫描电镜111b;
所述第二扫描电镜111b连接于所述第二振镜111f,所述第二扫描电镜被配置为反射所述激光束至所述分光装置;
所述第二振镜被配置为控制所述第二扫描电镜沿X轴向旋转以将所述第二扫描电镜反射的激光束射向所述分光装置。所述激光发射装置111a发射出的激光束经由所述第二振镜111f控制的所述第二扫描电镜111b后,在第二扫描电镜111b上进行全反射,所述第二振镜111f可控制所述第二扫描电镜111b在其X轴向上进行旋转,所述第二振镜111f控制所述第二扫描电镜111b沿X轴向进行旋转,从而控制激光反射装置111a发射出的激光束经第二扫描电镜111b反射后的反射光线路径的移动。
S702、分光装置将所述激光束分为射向待剥离物的第一激光束和射向第一激光反射单元的第二激光束;其中,经所述分光装置分束后的所述第一激光束的能量大于所述第二激光束;
发射出的激光束在所述第二扫描电镜111b上反射后经由所述分光装置21,分光装置21能将一部分的激光束反射会来形成第一激光束201,另一部分的激光束将透过所述分光装置21形成第二激光束202,透过所述分光装置21的第二激光束202反射到所述第一扫描电镜111j上,所述分光装置21与所述第一扫描电镜111j之间保持在相互平行的平面上,所述分光装置21和所述第一扫描电镜111j均连接与所述第一振镜111i,均由所述第一振镜111i控制,参考图4所述,所述第一振镜111i可控制所述分光镜21以及所述第一扫描电镜111j同步沿着Y轴向进行旋转运行,从而控制所述第一激光束201和第二激光束202在竖直方向上移动,第一激光束和第二激光束在竖直方向上移动扫描到激光束下方的生长基底,使得芯片与生长基底进行充分的激光剥离,以及去芯片上除残留的镓金属。所述第一激光束201被配置为对芯片和生长基底进行激光剥离,所示第二激光束202被配置为对芯片上残留的金属镓进行去除,经过两次的激光辐射,使得芯片与生长基底得到充分的剥离,同时去除了芯片表面残留的镓金属。
本实施例中,所述第一激光束201与所述第二激光束之间为两束相互平行的激光束,第一激光束201与第二激光束202之间的距离小于或等于5mm,本实施例并不对第一激光束与第二激光束之间的具体距离进行限定,可根据实际的需要进行灵活地的设置第一激光束与第二激光束之间的距离。所述分光装置21为分光镜,当然也可采用与分光镜有着同样的能够对激光束进行分光作用的其他分光装置,本实施例中,并不作限定。在本示例中,所述分光镜的分光率为90%-95%,透光率为5%-10%,即分光镜能够将经过分光镜上90%-95%的激光束反射形成第一激光束201,而将剩下5%-10%的激光束透过分光镜形成第二激光束202。反射的90%-95%第一激光束201对芯片与生长基底进行激光剥离,5%-10%的第二激光束202对芯片进行第二次激光辐射,将芯片表面残留的镓金属去除。经过两次的激光辐射,使得芯片与生长基底得到充分的剥离,同时去除了芯片表面残留的镓金属。
S703、第一激光束作用于所述待剥离物以使所述待剥离物中的微元件和生长基底分离;
所述待剥离物为具有良好透光性能的生长基底,基底上面生长有芯片,芯片与生长基底之间设有接触层,本实施例中,所述接触层为氮化镓GaN缓冲层,微元件为Micro LED芯片。所述第一激光束的能量透过生长基底,被氮化镓层吸收产生化学反应将氮化镓层分解为氮气和金属镓,使得芯片与基底剥离。
S704、第一激光反射单元将所述第二激光束反射至所述微元件,以去除经所述第一激光束作用后的所述微元件表面的残留物;
氮化镓分解后生成的一部分金属镓附在芯片的表面,随着第一激光束将氮化镓层分解为氮气和金属镓的同时,所述第二激光束将芯片上的金属镓从固态辐射成熔融状态后从芯片上脱离。
本实施例中,所述第二激光束经能量监控装置以及能量衰减装置后射向所述微元件;
所述能量监控装置对所述第二激光束的能量进行实时监控;
所述能量衰减装置根据所述能量监控装置的监测结果以控制所述第二激光束的能量输出。
本发明的激光剥离方法中,通过在原有的激光剥离装置中设置一分光装置,将激光发射装置发射出的激光分成两束激光,同时作用于待剥离物上,两束激光束分别用于进行芯片与生长基底的激光剥离和芯片表面镓金属残留的去除。经过两束激光同时辐射在待剥离物,可实现芯片与生长基底充分剥离的同时,将芯片上残留的金属镓充分去除,从而可有效避免微元件的电极被腐蚀,提高产品良率。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种激光剥离装置,其特征在于,包括:激光发射装置,分光装置及第一激光反射单元、第二激光反射单元;
所述激光发射装置被配置为辐射激光束;
所述分光装置设于所述激光束的出光光路上,所述分光装置被配置为将所述激光束分为第一激光束和第二激光束;
所述第二激光反射单元设于所述激光发射装置与所述分光装置之间,所述第二激光反射单元被配置为将所述激光发射装置发射的激光束反射至所述分光装置;
其中,经所述分光装置分束后的所述第一激光束的能量大于所述第二激光束的能量,所述第一激光束作用于一待剥离物以分解所述待剥离物中的氮化镓缓冲层,使所述待剥离物中的微元件和生长基底分离;
所述第一激光反射单元被配置为将所述第二激光束反射至所述微元件,以去除经所述第一激光束作用后的所述微元件表面的残留物,所述第二激光束的能量依据所述残留物中金属的熔点确定,所述第二激光束被配置为将所述金属辐射成熔融状态,所述金属为镓;
所述第二激光反射单元包括第二振镜与第二扫描电镜;所述第二扫描电镜连接于所述第二振镜,所述第二扫描电镜被配置为反射所述激光束至所述分光装置;所述第二振镜被配置为控制所述第二扫描电镜在其X轴向上旋转,将所述激光束反射至所述分光装置;
所述第一激光反射单元包括第一振镜与第一扫描电镜;所述第一扫描电镜和所述分光装置均连接于所述第一振镜,所述第一扫描电镜被配置为反射所述第二激光束;所述第一振镜被配置为控制所述分光装置与第一扫描电镜同步沿着Y轴向进行旋转运动,以使所述分束后的所述第一激光束和所述第二激光束射向所述待剥离物。
2.如权利要求1所述的激光剥离装置,其特征在于,经所述第一激光反射单元反射后的第二激光束与所述第一激光束平行。
3.如权利要求1所述的激光剥离装置,其特征在于,还包括:
聚光装置;
所述聚光装置被配置为将所述第一激光束和第二激光束进行聚焦后射向所述待剥离物。
4.如权利要求1所述的激光剥离装置,其特征在于,还包括:
能量衰减器,能量监控装置;
所述能量监控装置被配置为对所述第二激光束的能量进行实时监控;
所述能量衰减器被配置为对所述第二激光束的能量进行能量输出控制。
5.如权利要求1-4任一项所述的激光剥离装置,其特征在于,还包括:
振荡器;
所述振荡器被配置为振荡所述待剥离物以使所述微元件上经所述第二激光束作用后的残留物从微元件上脱落。
6.一种激光剥离方法,其特征在于,包括:
激光发射装置辐射激光束至分光装置,包括所述激光发射装置辐射激光束,第二激光反射单元中的第二振镜控制第二扫描电镜在其X轴向上旋转,将所述激光束反射至所述分光装置;
所述分光装置将所述激光束分为射向待剥离物的第一激光束和射向第一激光反射单元的第二激光束,经所述分光装置分束后的所述第一激光束的能量大于所述第二激光束的能量;
第一激光反射单元中的第一振镜控制所述分光装置与第一扫描电镜同步沿着Y轴向进行旋转运动,以使所述分束后的所述第一激光束和所述第二激光束射向所述待剥离物;
所述第一激光束作用于所述待剥离物以分解所述待剥离物中的氮化镓缓冲层,使所述待剥离物中的微元件和生长基底分离;
所述第二激光束反射至所述微元件,以去除经所述第一激光束作用后的所述微元件表面的残留物,所述第二激光束的能量依据所述残留物中金属的熔点确定,所述第二激光束被配置为将所述金属辐射成熔融状态,所述金属为镓。
7.如权利要求6所述的激光剥离方法,其特征在于,包括:
所述第二激光束经能量监控装置以及能量衰减装置后射向所述微元件;
所述能量监控装置对所述第二激光束的能量进行实时监控;
所述能量衰减装置根据所述能量监控装置的监测结果以控制所述第二激光束的能量输出。
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