CN113067246B - 半导体器件腔面及其制备方法和半导体器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体器件腔面及其制备方法和半导体器件，涉及半导体器件技术领域，包括如下步骤：利用划线角度30～40°、划线速度(20A+20)～(20A+40)mm/s在半导体器件表面的无图案区构建沿第一方向的、长度为(0.05A‑0.1)～(0.05A‑0.05)mm的划线，并在第一平面内形成预制裂纹；在形成该预制裂纹后，在第一方向上，利用预制裂纹形成半导体器件的腔面；其中A为半导体器件在第一方向上的长度。与现有技术相比，获得较深的预制裂纹，减少预制裂纹的数量，降低对半导体器件的芯片区的影响，制备的半导体器件腔面平整光滑，提高性能、良品率和生产效率。

Description

半导体器件腔面及其制备方法和半导体器件

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其是涉及一种半导体器件腔面及其制备方法和半导体器件。

背景技术

半导体器件的谐振腔面是影响半导体器件寿命的主要因素之一，而通常情况下，造成腔面缺陷的因素很大一部分是在生产制备过程中引入的。

如图1所示，在半导体器件腔面的制备过程中，对于边发射的半导体器件通常是在腔面的起始端进行划线，产生预制裂纹120’，后期通过在预制裂纹120’处施加一个外力，然后使得半导体器件沿着预制裂纹120’开裂，形成谐振腔面。

通常划线的状态往往直接影响腔面的质量，当前常规工艺中，划线长度与半导体器件形成谐振腔面的长度(即第一方向长度)成正比，即沿着腔面方向的宽度尺寸越大则需要的划线长度越长。但是，对于长的划线110’，往往会造成的预制裂纹120’影响范围更大，容易延伸，扩散，损伤半导体器件的芯片区；如果直接将划线长度减短，虽然产生的预制裂纹120’长度会随着减短，但是后期在半导体器件的开裂过程中，则导致半导体器件不容易开裂或者不能开裂，影响良品率和效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件腔面及其制备方法和半导体器件，以解决在现有半导体器件腔面的制备过程中，划线长度较长时造成的预制裂纹影响范围较大，容易延伸，扩散，损伤半导体器件，以及划线长度减短，虽然产生的预制裂纹长度会随着减短，但是后期在半导体器件的开裂过程中，则导致半导体器件不容易开裂或者不能开裂，影响良品率和效率的技术问题。

本发明提供的半导体器件腔面的制备方法，包括如下步骤：

利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区构建沿第一方向的划线，并在第一平面内形成预制裂纹；所述第一平面为过所述划线且垂直于所述半导体器件表面的平面；

在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面；

其中，划线的长度为(0.05A-0.1)mm～(0.05A-0.05)mm；

划线角度为30°～40°；

划线速度为(20A+20)mm/s～(20A+40)mm/s；

A为半导体器件在第一方向上的长度。

进一步的，所述利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区构建沿第一方向的划线，并在第一平面内形成预制裂纹的步骤还包括：

在构建划线的过程中，划线克重为(2A-1)g～(2A+1)g。

进一步的，划线的长度为(0.05A-0.75)mm；

划线角度为35°；

划线速度为(20A+30)mm/s；

划线克重为(2A)g。

进一步的，所述划线的起始端为在第一方向上所述半导体器件表面的无图案区的外侧边缘。

进一步的，所述在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面的步骤包括：

将滚轮放置在所述划线处并与所述划线对齐；

沿第一方向滚动所述滚轮，并对所述滚轮施加一朝向所述预制裂纹的压力，所述半导体器件沿第一方向开裂形成所述半导体器件腔面。

进一步的，所述在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面的步骤包括：

将劈刀对准所述划线并下压所述劈刀，所述半导体器件沿第一方向开裂形成所述半导体器件腔面。

进一步的，所述半导体器件在第一方向上的长度为3～15mm。

本发明提供的半导体器件腔面，所述半导体器件腔面利用上述的半导体器件腔面的制备方法形成。

本发明提供的半导体器件，包括上述的半导体器件腔面。

本发明提供的半导体器件腔面的制备方法，包括如下步骤：利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区构建沿第一方向的划线，并在第一平面内形成预制裂纹；所述第一平面为过所述划线且垂直于所述半导体器件表面的平面；在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面；其中，划线的长度为(0.05A-0.1)mm～(0.05A-0.05)mm；划线角度为30°～40°；划线速度为(20A+20)mm/s～(20A+40)mm/s；A为半导体器件在第一方向上的长度。

与现有技术相比，本申请提供的半导体器件腔面的制备方法，通过降低划线角度获得较深的预制裂纹，通过加快划线速度减少预制裂纹的数量，降低预制裂纹对形成腔面的影响，通过减短划线的长度从而减短第一方向上预制裂纹的长度，降低对半导体器件的芯片区的影响，通过划线角度、划线速度以及划线的长度的配合，制备的半导体器件腔面较为平整、光滑，提高半导体器件的性能、寿命和良品率，并且可以提高产品的生产效率。

进一步的，在构建划线的过程中，划线克重为(2A-1)g～(2A+1)g，与现有技术相比，本发明中明确给出了划线克重的范围，能够获得更加合理的沿第一方向长度和沿半导体器件深度方向的预制裂纹，因此，由上述的划线的长度、划线角度、划线速度和划线克重配合形成的半导体器件腔面相比于现有技术中形成的腔面更加光滑、平整，且不会影响和损坏半导体器件的芯片区。

本发明提供的半导体器件腔面，所述半导体器件腔面利用上述的半导体器件腔面的制备方法形成，因此，该半导体器件腔面平整、光滑。

本发明提供的半导体器件，包括上述的半导体器件腔面，因此，该半导体器件的性能良好，良品率高，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的划线长度及预制裂纹的示意图；

图2为本发明实施例提供的半导体器件腔面的制备方法的划线过程示意图；

图3为本发明实施例提供的半导体器件腔面的制备方法的划线的示意图；

图4为本发明实施例提供的半导体器件腔面的制备方法的预制裂纹的示意图；

图5为本发明实施例提供的半导体器件腔面的制备方法的开裂示意图；

图6为本发明实施例提供的半导体器件腔面的示意图。

图标：100’-无图案区；110’-划线；120’-预制裂纹；210’-发光区；

100-无图案区；110-划线；120-预制裂纹；130-半导体器件腔面；200-芯片区；210-发光区；300-划刀；400-滚轮。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

如图1所示，现有技术中，为了形成半导体器件的腔面，在划线产生预制裂纹120’时，首先会在无图案区100’(又称P面无图案区)上，沿着腔面区方向(也即本实施例中的第一方向)上进行划线，对于第一方向长度≥3mm的半导体器件，当前工艺划线长度通常大于等于800μm，但是通常情况下，由于预制裂纹120’前后的延伸性，沿腔面的长度方向，产生预制裂纹120’的长度要大于划线长度，这样，产生的预制裂纹120’则会影响到发光区210’，从而直接影响半导体器件的质量。

而预制裂纹120’的状态主要受以下参数影响：

划线长度：直接影响预制裂纹120’的位置和长度，划线越短，预制裂纹120’越短，成正比，现有工艺划线长度为800μm。

划线角度：影响预制裂纹120’的深度，划线角度越小，预制裂纹120’越深，成反比，现有工艺划线角度为40°-43°。

划线速度：影响预制裂纹120’的数量，划线速度越快，预制裂纹120’越少，成反比，现有工艺划线速度为65mm/s-70mm/s。

为了避免预制裂纹120’对发光区210’的影响，如果直接将划线长度减短，虽然产生的预制裂纹120’长度会随之减短，但是后期在开裂过程中，由于预制裂纹120’过短或者过浅，则导致半导体器件不容易开裂或者不能开裂，影响良品率和效率。

如图2至图6所示，本实施例提供的半导体器件腔面的制备方法，具体包括如下步骤：

利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区100构建沿第一方向的划线110，并在第一平面内形成预制裂纹120；第一平面为过划线110且垂直于半导体器件表面的平面；

在形成该预制裂纹120后，在第一方向上，利用预制裂纹120对半导体器件进行分割，形成半导体器件的腔面；

其中，划线110的长度L为(0.05A-0.1)mm～(0.05A-0.05)mm。

划线角度α为30°～40°。

划线速度V为(20A+20)mm/s～(20A+40)mm/s。

A为半导体器件在第一方向上的长度。

需要说明的是，预制裂纹120为由划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区100形成一定长度的划线时，在第一平面内产生并延伸的裂纹，预制裂纹120用于半导体器件的分割并形成半导体器件的腔面，其中，预制裂纹120在第一方向上的长度以及半导体器件的厚度方向上的深度影响形成腔面的质量。

与现有技术相比，本实施例提供的半导体器件腔面的制备方法，通过降低划线角度获得较深的预制裂纹120，通过加快划线速度减少预制裂纹120的数量，降低预制裂纹120对形成腔面的影响，通过减短划线110的长度从而减短第一方向上预制裂纹120的延伸长度，降低对半导体器件的芯片区200的影响，通过划线角度、划线速度以及划线110的长度的配合，制备的半导体器件腔面130较为平整、光滑，能提高半导体器件的性能、寿命和良品率，并且可以提高产品的生产效率。

优选地，可以利用划刀300在半导体器件的P面的无图案区100沿第一方向进行划线构建上述的划线110，其中，第一方向为待形成的半导体器件腔面130的延伸方向，即图2中的半导体器件的从右侧向左侧方向。第一平面为待形成的半导体器件腔面130所在平面，也即第一平面与划线110的平面(半导体器件的上表面)垂直。

构建上述划线110的划刀300使用设定的划线角度和划线速度进行划线操作，其中，A为半导体器件在第一方向上的长度，V为划刀300划线时的移动速度。划线角度α为30°～40°；划线速度V与半导体器件在第一方向上的长度A有关，即划线速度V在(20A+20)mm/s～(20A+40)mm/s范围内选择。划线110的长度L与半导体器件在第一方向上的长度有关，即划线110的长度L在(0.05A-0.1)mm～(0.05A-0.05)mm范围内选择。

与现有技术相比，本实施例提供的半导体器件腔面的制备方法，通过降低划线角度使半导体器件的深度方向获得较深的预制裂纹120，通过加快划线速度减少预制裂纹120的数量，降低预制裂纹120对形成腔面的影响，通过减短划线110的长度从而减短第一方向上预制裂纹120的长度，降低对半导体器件的芯片区200的影响，通过划线角度、划线速度以及划线110的长度的配合，制备的半导体器件腔面130较为平整、光滑，提高半导体器件的性能和良品率，并且可以提高产品的生产效率。

需要说明的是，本实施例中，半导体器件可以为带有发光芯片的发光半导体器件；半导体器件的芯片区200为发光区210。无图案区100，又称P面无图案区100，呈水平状态，分布在半导体器件的巴条两侧，用于识别图案设定，以及解理划线区域；划线110，存在于P面无图案区100上，用于进行划线，产生预制裂纹120，产生的预制裂纹120竖直分布在腔面上；电流注入区，用于半导体器件工作时电流注入；发光区210，半导体器件工作时发光的区域，也是半导体器件的核心区域；半导体器件腔面130，半导体器件的谐振腔面，腔面质量往往影响发光的质量。

优选地，利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区100构建沿第一方向的划线110，并在第一平面内形成预制裂纹120的步骤还包括：在构建划线110的过程中，划线克重G为(2A-1)g～(2A+1)g。

具体地，在划刀300划线的过程中，为了获得合适深度的预制裂纹120，划刀300与半导体器件之间的作用力至为关键，本实施例中，为了方便检测，采用重量G用单元g(即克)来表示，其中，划刀300的划线克重G与半导体器件在第一方向上的长度A有关，即划线克重G在(2A-1)g～(2A+1)g的范围之间选择。

优选地，划线110的长度L为(0.05A-0.75)mm；划刀300的划线角度α为35°；划刀300的划线速度V为(20A+30)mm/s；划刀300的划线克重G为(2A)g。

进一步的，划线110的起始端为在第一方向上半导体器件表面的无图案区100的外侧边缘。具体地，划线110由无图案区100的外侧边缘开始，方便后序通过该划线110将半导体器件开裂。

进一步的，在形成该预制裂纹120后，在第一方向上，利用预制裂纹120对半导体器件进行分割，形成半导体器件的腔面的步骤包括：将滚轮400放置在划线110处并与划线110对齐。

沿第一方向滚动滚轮400，并对滚轮400施加一朝向预制裂纹120的压力，半导体器件沿第一方向开裂形成半导体器件腔面130。

需要说明的是，作为另一种分割的实现形式，在形成该预制裂纹120后，在第一方向上，利用预制裂纹120对半导体器件进行分割，形成半导体器件的腔面的步骤包括：

将劈刀对准划线110并下压劈刀，半导体器件沿第一方向开裂形成半导体器件腔面130。

具体地，该劈刀的结构以及使用劈刀形成半导体器件腔面130的方法还可以通过现有技术中的结构和方式实现，这里不再赘述。

优选地，半导体器件在第一方向上的长度A为3～15mm。

具体地，半导体器件在第一方向上的长度A可以为3mm、4mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm。

下表为不同第一方向长度的半导体器件的划线110的长度L以及划线参数对照表。

综上，可以看出，随着第一方向长度的增加，除了划线角度α外，其余参数均成一定趋势增加，但三者又是互相配合的关系，对于不同第一方向长度的半导体器件，则在一定的划线110的长度范围内，通过划线角度、划线速度和划线克重的配合，则可以达到更佳质量腔面的效果，经实验表明，划线克重影响预制裂纹120的深度，而现有技术中的划线克重通常为定值，也并没有规定划线克重与半导体器件在第一方向长度A的关系，本实施例中明确给出了划线克重的范围，从而获得更加合理的沿第一方向长度和沿半导体器件深度方向的预制裂纹120，因此，由上述的划线110的长度、划线角度、划线速度和划线克重配合形成的半导体器件腔面130相比于现有技术中形成的腔面更加光滑、平整，且不会影响和损坏半导体器件的芯片区。

本实施例提供的半导体器件腔面的制备方法，利用一种超短快速划线的方法，既能够使得产生的预制裂纹120不影响发光区210，又能够使得后期半导体器件的巴条容易开裂，因其划线速度快于现有技术中的划线速度，因此，可以实现超快超短划线，从而提高性能和良品率的同时还能够提高生产效率。

本实施例提供的半导体器件腔面130，半导体器件腔面130利用上述的半导体器件腔面的制备方法形成，因半导体器件腔面130采用上述的半导体器件腔面的制备方法制造，所以，该半导体器件腔面130具有光滑，平整，不受预制裂纹120的影响。

本实施例提供的半导体器件，包括上述的半导体器件腔面130，因此，该半导体器件上的芯片区200不会受预制裂纹120的影响，且具有光滑平整的谐振腔面，可大大提高半导体器件的性能和良品率。

综上所述，本发明提供的半导体器件腔面的制备方法，包括如下步骤：利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区100构建沿第一方向的划线110，并在第一平面内形成预制裂纹120；第一平面为过划线110且垂直于半导体器件表面的平面；在形成该预制裂纹120后，在第一方向上，利用预制裂纹120对半导体器件进行分割，形成半导体器件的腔面；其中，划线110的长度L为(0.05A-0.1)mm～(0.05A-0.05)mm；划线角度α为30°～40°；划线速度V为(20A+20)mm/s～(20A+40)mm/s；A为半导体器件在第一方向上的宽度。与现有技术相比，本发明提供的半导体器件腔面的制备方法，通过降低划线角度获得较深的预制裂纹120，通过加快划线速度减少预制裂纹120的数量，降低预制裂纹120对形成腔面的影响，通过减短划线110的长度从而减短第一方向上预制裂纹120的长度，降低对半导体器件的芯片区200的影响，通过划线角度、划线速度以及划线110的长度的配合，制备的半导体器件腔面130较为平整、光滑，提高半导体器件的性能、寿命和良品率，并且可以提高产品的生产效率。

本发明提供的半导体器件腔面130，半导体器件腔面130利用上述的半导体器件腔面的制备方法形成，因此，该半导体器件腔面130平整、光滑。

本发明提供的半导体器件，包括上述的半导体器件腔面130，因此，该半导体器件的性能良好，良品率高，使用寿命长。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种半导体器件腔面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区构建沿第一方向的划线，并在第一平面内形成预制裂纹；所述第一平面为过所述划线且垂直于所述半导体器件表面的平面；

在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面；

其中，划线的长度为(0.05A-0.1)mm～(0.05A-0.05)mm；

划线角度为30°～40°；

划线速度为(20A+20)mm/s～(20A+40)mm/s；

A为半导体器件在第一方向上的长度，且A的单位为mm；

所述半导体器件在第一方向上的长度为3～15mm。

2.根据权利要求1所述的半导体器件腔面的制备方法，其特征在于，所述利用划线角度、划线速度在半导体器件表面的无图案区构建沿第一方向的划线，并在第一平面内形成预制裂纹的步骤还包括：

在构建划线的过程中，划线克重为(2A-1)g～(2A+1)g。

3.根据权利要求2所述的半导体器件腔面的制备方法，其特征在于，划线的长度为(0.05A-0.75)mm；

划线角度为35°；

划线速度为(20A+30)mm/s；

划线克重为(2A)g。

4.根据权利要求1所述的半导体器件腔面的制备方法，其特征在于，所述划线的起始端为在第一方向上所述半导体器件表面的无图案区的外侧边缘。

5.根据权利要求1所述的半导体器件腔面的制备方法，其特征在于，所述在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面的步骤包括：

将滚轮放置在所述划线处并与所述划线对齐；

沿第一方向滚动所述滚轮，并对所述滚轮施加一朝向所述预制裂纹的压力，所述半导体器件沿第一方向开裂形成所述半导体器件腔面。

6.根据权利要求1所述的半导体器件腔面的制备方法，其特征在于，所述在形成该预制裂纹后，在所述第一方向上，利用所述预制裂纹对所述半导体器件进行分割，形成所述半导体器件的腔面的步骤包括：

将劈刀对准所述划线并下压所述劈刀，所述半导体器件沿第一方向开裂形成所述半导体器件腔面。

7.一种半导体器件腔面，其特征在于，所述半导体器件腔面利用权利要求1-6任一项所述的半导体器件腔面的制备方法形成。

8.一种半导体器件，其特征在于，包括权利要求7所述的半导体器件腔面。

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