專利名稱：一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光電器件技術領域，特別涉及一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法。
背景技術：
目前，LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)的發(fā)光效率主要有兩方面因素器件的內量子效率和外量子效率。內量子效率是指將注入的電能轉化為光能的效率，目前的技術已能達到70-80%，對于外延生長好的芯片其內量子效率甚至能達到90%。外量子效率是指將光能量從芯片中提取出來的效率，目前只有40-50%，仍然存在很大的改善空間。眾所周知，倒三角形發(fā)光二極管芯片能夠大大提高芯片正面的發(fā)光效率，目前，制 備倒三角形的發(fā)光二極管芯片的方法主要有切片刀具切割和化學腐蝕。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題若采用刀具切割的方法制備倒三角形發(fā)光二極管芯片，當發(fā)光二極管芯片襯底材料為藍寶石時，其硬度較高，化學性質穩(wěn)定，采用切片刀具切割的方法制備倒三角形發(fā)光二極管芯片時，金剛石刀具價格昂貴，切割中刀具的磨損大等等限制了切片刀具切割的使用。而采用化學腐蝕的方法制備倒三角形發(fā)光二極管芯片時，不易控制倒三角形結構的傾斜角度，而且在與目前的工藝結合中，往往需要引進新的設備和材料，增加投資，也有可能對芯片帶來污染。

發(fā)明內容
為了更加方便高效地制造倒三角形發(fā)光二極管芯片，本發(fā)明實施例提供了一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法。所述技術方案如下—種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法，所述方法包括提供待分裂的芯片，所述芯片包括至少兩個子芯片；采用隱形切割技術，在兩個所述子芯片之間形成劃痕，且所述劃痕形成在所述芯片的襯底內，并且所述隱形切割的功率大于使所述芯片裂開時需要的功率，和/或所述隱形切割的速度小于使所述芯片裂開時需要的速度；沿所述劃痕對所述芯片進行裂片，并使劈刀相對于所述芯片的正常劈裂位置下降15-30微米；去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底。優(yōu)選地，所述隱形切割的深度大于等于芯片厚度的五分之一，且小于等于所述芯片厚度的三分之一。優(yōu)選地，所述劈刀相對于所述芯片的正常劈裂位置下降20微米。具體地，所述去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底，包括對裂片后的所述芯片進行倒膜；對倒膜后的所述芯片進行擴膜；
對擴膜后的所述芯片再進行兩次倒膜?？蛇x地，所述去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底，包括對裂片后的所述芯片進行倒膜；對倒膜后的所述芯片再進行兩次倒膜；對進行兩次倒膜后的所述芯片進行擴膜?？蛇x地，所述去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底，包括使用壓縮空氣沖刷裂片后的所述芯片；或是，在使用超聲波震蕩裂片后的所述芯片時，加所述壓縮空氣沖刷。優(yōu)選地，所述芯片的襯底為藍寶石、硅、碳化硅或金屬。優(yōu)選地，所述待分裂的芯片的厚度為85-110微米。本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過采用隱形切割技術對待分裂的芯片進行加工，在兩個子芯片之間形成劃痕，并沿劃痕對芯片進行裂片，裂片時，使劈刀的位置相對于正常的劈裂位置下降一定距離，從而使兩個子芯片與劈刀之間形成擠壓和碰撞，由于隱形切割的激光的快速加熱和快速冷卻的過程中，劃痕周圍會由于強烈的應力而形成應力聚集區(qū)，通過擠壓和碰撞，應力聚集區(qū)的襯底脫離芯片，然后去除這些襯底，既可方便、高效地制造出倒三角形的芯片，并且通過現(xiàn)有的設備劃片機和裂片機就可以實現(xiàn)隱形切割和裂片，不需要額外增加投資，制備時間短，工藝穩(wěn)定簡單，成本低，效果好，光提 取效率高。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實施例I中提供的一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實施例I中提供的一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的結構示意圖；圖3是本發(fā)明實施例I中提供的裂片的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例2中提供的一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法的流程圖；圖5是本發(fā)明實施例2中提供的去除多余襯底的示意圖；圖6是本發(fā)明實施例2中提供的去除從芯片上脫離的襯底的方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。下面以GaN基LED芯片為例，簡單描述獲得本發(fā)明實施例中的待分裂的芯片的過程。下述過程以及芯片結構僅為舉例，并不作為對本發(fā)明的限制。具體地，本發(fā)明實施例中的待分裂的芯片可以通過下列方法獲得步驟101 :采用金屬有機化學氣相沉積的方法，在芯片的襯底上從下到上依次生長低溫GaN緩沖層、不摻雜GaN層、n-GaN層、多量子阱層和P-GaN層，形成GaN外延片。步驟102 :在GaN外延片的一側進行刻蝕，形成臺面。具體地，將GaN外延片進行光刻圖形制備，對GaN外延片的的一側進行ICP(Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer,電感f禹合等離子)刻蝕,去除一側的P-GaN、多量子阱以及部分n-GaN，形成臺面，該臺面的刻蝕深度為700nm-1500nm。步驟103 :在GaN外延片的P-GaN層形成IT0(Indium Tin Oxides,納米銦錫金屬氧化物)透明電極層。ITO透明電極層與P-GaN可以形成良好的歐姆接觸，可以降低接觸電壓，從而減低器件的工作電壓。步驟104 :在P-GaN層制作P電極，在n_GaN層制作N電極。步驟105 :蒸鍍鈍化層，并對鈍化層進行光刻。
具體地，在芯片上，利用PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等離子體增強化學氣相沉積法)覆蓋一層SiO2，然后利用光刻技術使P、N電極露出來，方便后期測試和封裝。步驟106 :減薄芯片，得到待分裂的芯片。以上敘述了得到待分裂芯片的方法，下面通過實施例I和實施例2，詳細說明如何在上述待分裂的芯片的基礎上制得倒三角形的子芯片。實施例I參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法，該方法包括步驟201 :提供待分裂的芯片，該芯片包括至少兩個子芯片。具體地，該待分裂的芯片可以為GaN基LED芯片，如圖2和圖3所示，該芯片包括襯底I以及依次生長在襯底I上的低溫GaN緩沖層、不摻雜GaN層、n-GaN層2、多量子阱層3和P-GaN層4。容易知道，本發(fā)明不僅限于圖示結構的LED芯片。優(yōu)選地，待分裂的芯片的厚度為85-110微米。步驟202 :采用隱形切割技術，在兩個子芯片之間形成劃痕，且劃痕形成在芯片的襯底I內，并且隱形切割的功率大于使芯片裂開時需要的功率，和/或隱形切割的速度小于使芯片裂開時需要的速度。具體地，采用隱形切割技術在襯底內形成劃痕時，同時會在襯底內產生裂紋，使該裂紋能夠到達襯底的下表面時使用的功率即為使芯片裂開時需要的功率。通過隱形切割在兩個子芯片之間的襯底I內形成劃痕，由于隱形切割時激光的快速加熱和快速冷卻，會使劃痕周圍的襯底I形成應力聚集區(qū)11。具體地，芯片的襯底I可以為藍寶石、硅、碳化硅或金屬。步驟203 :沿劃痕對芯片進行裂片，并使劈刀10相對于芯片的正常劈裂位置下降15-30微米。優(yōu)選地，劈刀10相對于芯片的正常劈裂位置下降20微米。具體地，再次參見圖3，正常劈裂位置是指使兩個子芯片剛好裂開時劈刀10的位置。劈刀10相對于芯片的正常劈裂位置下降一定距離，使得兩個子芯片和劈刀10之間形成擠壓和碰撞，從而使得應力聚集區(qū)11的襯底I與芯片脫離。步驟204 :去除裂片時從芯片上脫離的襯底。
本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過采用隱形切割技術對待分裂的芯片進行加工，在兩個子芯片之間形成劃痕，并沿劃痕對芯片進行裂片，裂片時，使劈刀的位置相對于正常的劈裂位置下降一定距離，從而使兩個子芯片與劈刀之間形成擠壓和碰撞，由于隱形切割的激光的快速加熱和快速冷卻的過程中，劃痕周圍會由于強烈的應力而形成應力聚集區(qū)，通過擠壓和碰撞，應力聚集區(qū)的襯底脫離芯片，然后去除這些襯底，既可方便、高效地制造出倒三角形的芯片，并且通過現(xiàn)有的設備劃片機和裂片機就可以實現(xiàn)隱形切割和裂片，不需要額外增加投資，制備時間短，工藝穩(wěn)定簡單，成本低，效果好，光提取效率高。實施例2本發(fā)明實施例提供了一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法，如圖4所示，該方法包括步驟301 :提供待分裂的芯片，該芯片包括至少兩個子芯片。 具體地，該待分裂的芯片可以為GaN基LED芯片，該芯片包括襯底和以及依次生長在襯底上的低溫GaN緩沖層、不摻雜GaN層、n-GaN層、多量子阱層和P-GaN層，其制備過程如上所述。優(yōu)選地，待分裂的芯片的厚度為85-110微米。步驟302 :采用隱形切割技術，在兩個子芯片之間形成劃痕，且劃痕形成在芯片的襯底內，并且隱形切割的功率大于使芯片裂開時需要的功率，和/或隱形切割的速度小于使芯片裂開時需要的速度。具體地，采用隱形切割技術在襯底內形成劃痕時，同時會在襯底內產生裂紋，使該裂紋能夠到達襯底的下表面時使用的功率即為使芯片裂開時需要的功率。通過隱形切割在 兩個芯片之間的襯底內形成劃痕，由于隱形切割時激光的快速加熱和快速冷卻，會使劃痕周圍的襯底形成應力聚集區(qū)。優(yōu)選地，隱形切割的深度大于等于芯片厚度的五分之一，且小于等于芯片厚度的三分之一，深度是指隱形切割的位置到芯片背面的距離。通過使深度越小，則應力聚集區(qū)距離芯片的背面(即襯底的下表面)越近，裂片時，應力聚集區(qū)的襯底更容易脫離。本發(fā)明實施例對現(xiàn)有的隱形切割的部分參數(shù)和本發(fā)明中運用的隱形切割的部分參數(shù)進行了對比，如下表所示
切割速度切割功率切割深度切割時芯片的厚度^
現(xiàn)有技術 480mm/s 0. 16W30微米85微米
本發(fā)明 480mm/s 0.2W或以上 20微米左右 85微米 本發(fā)明 360mm/s 0. 16W或以上 20微米左右 85微米從上表中可知，本發(fā)明實施例中相對于現(xiàn)有的運用于制造芯片時的隱形切割的參數(shù)，調整了隱形切割的參數(shù)，并將其運用于制造倒三角形發(fā)光二極管芯片使本發(fā)明中的切割功率大于現(xiàn)有技術中的切割功率，和/或本發(fā)明中的切割速度小于現(xiàn)有技術中的切割速度，且本發(fā)明中的切割深度小于或等于現(xiàn)有技術的深度。切割功率越大，切割速度越慢，形成的應力聚集區(qū)越大，則在裂片時，應力聚集區(qū)的襯底越容易地從芯片上脫離。距離芯片的背面的距離越小，在裂片時，應力聚集區(qū)的襯底越容易地從芯片上脫離。具體地，芯片的襯底可以為藍寶石、硅、碳化硅或金屬。步驟303 :沿劃痕對芯片進行裂片，并使劈刀10相對于芯片的正常劈裂位置下降15-30微米。優(yōu)選地，劈刀10相對于芯片的正常劈裂位置下降20微米。具體地，正常劈裂位置是指使兩個子芯片剛好裂開時劈刀的位置。劈刀相對于芯片的正常劈裂位置下降一定距離，使得兩個子芯片和劈刀之間形成擠壓和碰撞，從而使得應力聚集區(qū)的襯底與芯片脫離。步驟304 :對裂片后的芯片進行倒膜；
步驟305 :對倒膜后的芯片進行擴膜；步驟306 :對擴膜后的芯片再進行兩次倒膜。通過上述步驟304-306即可實現(xiàn)去除裂片時從芯片上脫離的襯底。具體地，參見圖5，將裂片后的芯片粘附在第一粘12上，通過擴膜，使芯片之間間距變大，從而使需要去除的襯底(即應力聚集區(qū)的襯底)掉落。兩次倒膜，第一次倒膜使芯片經過裂片擠壓碰撞后，脫離的襯底部分與芯片分離，即通過第二粘膜13粘附掉多余的襯底。第二次倒膜，是使芯片正面朝上，進入測試分選流程，完成器件制備。可選地，參見圖6，去除裂片時從芯片上脫離的襯底也可以由下述步驟304a_306a 實現(xiàn)步驟304a :對裂片后的芯片進行倒膜；步驟305a :對倒膜后的芯片再進行兩次倒膜；步驟306a :對進行兩次倒膜后的芯片進行擴膜?？蛇x地，去除裂片時從芯片上脫離的襯底還可以采用以下方法使用壓縮空氣沖刷裂片后的芯片，或是在使用超聲波震蕩裂片后的芯片時，加壓縮空氣沖刷該芯片。本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過采用隱形切割技術對待分裂的芯片進行加工，在兩個子芯片之間形成劃痕，并沿劃痕對芯片進行裂片，裂片時，使劈刀的位置相對于正常的劈裂位置下降一定距離，從而使兩個子芯片與劈刀之間形成擠壓和碰撞，由于隱形切割的激光的快速加熱和快速冷卻的過程中，劃痕周圍會由于強烈的應力而形成應力聚集區(qū)，通過擠壓和碰撞，應力聚集區(qū)的襯底脫離芯片，然后去除這些襯底，既可方便、高效地制造出倒三角形的芯片，并且通過現(xiàn)有的設備劃片機和裂片機就可以實現(xiàn)隱形切割和裂片，不需要額外增加投資，制備時間短，工藝穩(wěn)定簡單，成本低，效果好，光提取效率高。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括 提供待分裂的芯片，所述芯片包括至少兩個子芯片； 采用隱形切割技術，在兩個所述子芯片之間形成劃痕，且所述劃痕形成在所述芯片的襯底內，所述隱形切割的功率大于使所述芯片裂開時需要的功率，和/或所述隱形切割速度小于使所述芯片裂開時需要的速度； 沿所述劃痕對所述芯片進行裂片，并使劈刀相對于所述芯片的正常劈裂位置下降15-30微米； 去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述隱形切割的深度大于等于芯片厚度的五分之一，且小于等于所述芯片厚度的三分之一。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述劈刀相對于所述芯片的正常劈裂位置下降20微米。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底，包括 對裂片后的所述芯片進行倒膜； 對倒膜后的所述芯片進行擴膜； 對擴膜后的所述芯片再進行兩次倒膜。
5.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底，包括 對裂片后的所述芯片進行倒膜； 對倒膜后的所述芯片再進行兩次倒膜； 對進行兩次倒膜后的所述芯片進行擴膜。
6.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述去除裂片時從所述芯片上脫離的襯底，包括使用壓縮空氣沖刷裂片后的所述芯片；或是，在使用超聲波震蕩裂片后的所述芯片時,加壓縮空氣沖刷。
7.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述芯片的襯底為藍寶石、硅、碳化硅或金屬。
8.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述待分裂的芯片的厚度為85-110微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種倒三角形發(fā)光二極管芯片的制作方法，屬于光電器件技術領域。該方法包括提供待分裂的芯片，芯片包括至少兩個子芯片；采用隱形切割技術，在兩個子芯片之間形成劃痕，且劃痕形成在芯片的襯底內，并且隱形切割的功率大于使芯片裂開時需要的功率，和/或隱形切割的速度小于使芯片裂開時需要的速度；沿劃痕對芯片進行裂片，并使劈刀相對于芯片的正常劈裂位置下降15-30微米；去除裂片時從芯片上脫離的襯底。本發(fā)明通過采用隱形切割技術在兩個子芯片之間形成劃痕，沿劃痕進行裂片，劈刀位置相對于正常的劈裂位置下降一定距離，使兩個子芯片與劈刀之間形成擠壓和碰撞，去除裂片時脫離芯片的襯底，即可制造出倒三角形發(fā)光二極管芯片。
文檔編號B23K26/00GK102751398SQ201210208670
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者劉榕, 宋超, 張建寶 申請人:華燦光電股份有限公司