[发明专利]一种含介电层的半导体原件的切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体加工工艺，特别是涉及一种含介电层的半导体原件的切割方法。

背景技术

半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。

近年来，制造高集成、高性能的半导体产品的半导体工业相继发展半导体薄片加工技术。为了提高生产效率，各处的半导体产品使用半导体薄片加工技术把几个到几千万个半导体仪器集成到一块称为“晶片”的高纯度衬底上。一块几英寸晶片上要制造的芯片数目达几千片，在封装前要把它们分割成单个电路单元。

隐形切割是将激光聚光于工件内部，在工件内部形成变质层，通过扩展胶膜等方法将工件分割成芯片的切割方法。隐形切割具有很多优点：1、由于工件内部改质，因此可以抑制加工屑的产生。适用于抗污垢性能差的工件；2、适用于抗负荷能力差的工件（MEMS等），且采用干式加工工艺，无需清洗；可以减小切割道宽度，因此有助于减小芯片间隔。由于上述优点，隐形切割得到了广泛的应用。

然而，对于具有背镀介电层的衬底的切割，由于背镀介电层对激光光束的阻挡作用，隐形切割技术受到了很大的限制。对于一般设计的LED，背镀介电层对400nm~650nm间的激光具有90%以上的反射率，因此，从背面做隐形切割时，必须选用大于650nm的激光，一般采用的激光为1064nm的激光，以穿透所述介电层，达到隐形切割的目的。但是，1064nm激光极性隐形切割有两个主要的缺点：1）容易造成发光元件的损伤，对于LED元件，采用1064nm激光切割时显现出较大的漏电流；2）1064nm激光机成本较高，大大地增加了制造的成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种含介电层的半导体原件的切割方法，用于解决现有技术中采用1064nm激光切割时LED显现出较大的漏电流以及1064nm激光机成本较高而增加了制造的成本的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种含介电层的半导体原件的切割方法，所述切割方法至少包括以下步骤：

1）提供一半导体衬底，于所述半导体衬底的上表面制作包括多个半导体单元的半导体原件；

2）于所述半导体衬底的背表面制作介电层，所述介电层对532nm激光的透过率大于30%；

3）采用532nm激光并依据各该半导体单元对所述半导体衬底进行隐形切割，以在所述半导体衬底内部形成与各该半导体单元对应的变质层结构；

4）依据所述变质层结构对所述半导体原件进行裂片，以获得相互分离的多个半导体单元。

作为本发明的含介电层的半导体原件的切割方法的一个优选方案，所述介电层为硅氧化物层与钛氧化物层交替排列的叠层。

进一步地，所述硅氧化物层与钛氧化物层交替排列的次数为7~50次。

更进一步地，所述硅氧化物层的厚度为5~300nm，所述钛氧化物层的厚度为5~300nm。

在本发明的含介电层的半导体原件的切割方法中，所述半导体衬底为蓝宝石衬底、图形蓝宝石衬底、Si衬底、SiC衬底、Ge衬底，SOI衬底或GOI衬底。

在本发明的含介电层的半导体原件的切割方法中，所述半导体单元为发光二极管、激光二极管、场效应晶体管或双极型晶体管。

在本发明的含介电层的半导体原件的切割方法中，步骤4）中，采用刀片劈裂方式对所述半导体原件进行裂片。

如上所述，本发明的含介电层的半导体原件的切割方法，具有以下有益效果：先在半导体衬底上制作多个半导体单元，然后于所述半导体衬底背面制作对532nm激光透过率大于30%的介电层，然后依据各该半导体单元对所述半导体衬底进行隐形切割，最后裂片以完成切割。本发明通过在半导体衬底背面制作对532nm激光透过率较高的介电层，使532nm激光可以用于隐形切割，降低了1064nm激光切割时造成器件的漏电流，同时大大地降低了制造的成本。