[发明专利]激光钻孔切割异形发光二极管的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是一种激光钻孔切割异形发光二极管的方法制作方法。

背景技术

激光划片技术广泛应用于氮化镓基发光二极管晶圆的器件分离工艺，具有简单、快速、高效等特点。现在普通激光划片机在切割蓝宝石衬底进行器件分离时，在蓝宝石衬底上留下深度为20μm至50μm的切割痕迹，然后利用裂片机进行崩裂完成发光二极管的切割工艺。这样切割的发光二极管芯片是正方体或者长方体，由于氮化镓材料的折射率与空气存在较大差别，在逃逸界面处发生的光全反射效应，使得发光二极管器件的光提取受到非常大的限制。近年来，随着激光切割工艺的进步和微加工工艺的成熟，异形加工工艺越来越容易。通过理论模拟，倒梯形结构的发光二极管对光提取有明显的优势。本发明结合蓝宝石切割工艺和微加工工艺，提出一种用激光连续钻孔的工艺方法来完成蓝宝石衬底的切割。这种工艺方法不仅能高效的完成发光二极管芯片的分离，还能切割出倒梯形或者半球体的发光二极管芯片结构。进一步提高发光二极管的光提取效率，同时能完成发光二极管的快速分离。

本技术采用激光加工技术，将发光二极管蓝宝石衬底的侧面进行钻孔，获得了倒梯形的发光二极管芯片结构，大大提高了发光二极管的提取效率。本技术存在着明显的优势，使工艺工序大大优化，而且使生产周期和成本大幅下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种激光钻孔切割异形发光二极管的方法制作方法，其是在发光二极管芯片工艺制作中，用激光对氮化镓基发光二极管衬底钻孔切割，形成倒梯形发光二极管芯片结构，可以大大提高出光效率，使得发光二极管外量子效率提升，特别适合大尺寸功率型晶粒的制作。

为达到上述目的，本发明提供一种激光钻孔切割异形发光二极管的方法，包括如下步骤：

步骤1：将制备好的条状的发光二极管芯片阵列竖直固定；

步骤2：将激光器的焦点聚焦在条状的发光二极管芯片阵列的侧表面；

步骤3：移动条状的发光二极管芯片阵列，激光器对条状的芯片阵列的衬底进行斜向激光钻孔；

步骤4：裂片，制备完成发光二极管单元。

本发明提供与现有技术相比：具有芯片工艺仅在切割过程中增加了适当的处理，简单易操作，可以大大提高出光效率，使得发光二极管外量子效率提升，特别适合大尺寸功率型晶粒的制作。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明的制作流程图；

图2是本发明待切割的芯片结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本发明提供一种激光钻孔切割异形发光二极管的方法，其具体步骤如下：

步骤1：将制备好的发光二极管晶圆减薄至200-300um，然后用激光器切割发光二极管晶圆，使其为条状阵列结构的发光二极管列。用胶带或者粘结胶固定条状的发光二极管，使得条状的发光二极管芯片阵列的侧面正对着激光出光口；完成固定后，调平激光工作台，设置激光切割范围。

步骤2：调制激光器Z轴透镜的位置，使得激光器的焦点聚焦在条状的发光二极管芯片阵列的侧表面。激光器的波长为190nm-1064nm。其中所述的激光器为纳秒、皮秒或飞秒激光器。打开激光器的开关，激光器开始钻孔工作。

步骤3：完成一个钻孔工作后，移动条状的发光二极管芯片阵列，使其开始下一个孔的工艺。条状的芯片阵列的衬底进行斜向(参阅图2中的虚线)运动，这样形成斜向激光钻孔线。斜向孔线与垂直边的角度为0-45度的任意角度。其中所述激光钻孔，其孔径为100nm-10um。孔的间距为1um-50um，孔深小于或等于芯片阵列竖直的厚度。

步骤4：钻孔完成后，裂片机对着孔线裂片，就形成一个个倒梯形的发光二极管单元，完成发光二极管切割工艺。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的的限制，凡是依据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案范围之内，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。