[发明专利]一种GaAs基LED芯片的切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED(发光二极管)芯片的切割方法，属于LED芯片切割技术领域。

背景技术

在LED芯片制备工艺中，切割就是将经过光刻、镀膜、减薄等工艺制程后的整个芯片分割成所需求尺寸的单一晶粒的过程，这是半导体发光二极管芯片制备工艺中不可或缺的一道工序。对于LED芯片，比较传统的也是现业界采用最广泛的切割方式是锯片切割。

锯片切割是用高速旋转(3-4r/min)的金刚刀按工艺需求设定好的程序将芯片完全锯开成单一的晶粒。常规的GaAs基LED芯片的切割方法是先用金刚刀将芯片进行微切(半切)，再用金刚刀沿半切刀痕进行全切断。但是锯片切割存在一个不可避免的问题：GaAs材料比较脆，而且芯片正背面会蒸镀比较厚的金属材料，使得芯片本身的应力较大，再加上切割时切割刀直接接触芯片，这就使得芯片加工时容易破碎，芯片周围边缘容易产生崩边、崩角、裂纹等，影响芯片外观质量，降低良率。

激光切割是随着激光技术的发展而出现的一种新型的切割技术，主要有激光表面切割和隐形切割两种。激光切割是通过一定能量密度和波长的激光束聚焦在芯片表面或内部，通过激光在芯片表面或内部灼烧出划痕，然后再用裂片机沿划痕裂开。激光切割具有产能高、成品率高、自动化操作、成本低等优势。但激光切割本身也存在一些问题，激光划片时，激光照射会破坏芯片的有源区，需要在芯片四周设置较宽的划线槽，由于划线槽里存在较厚的金属层，激光作用后，会产生大量的碎屑，划线槽边缘会出现喷涂、烧蚀现象，也限制了产能的提升，同时裂片机裂片时也会因金属材料的延展性出现难裂、双胞等现象。

中国专利文献CN102709171B公开的《GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法》，包括：首先在芯片表面实行全面微切的步骤，半切的深度为芯片总体高度的10％～20％，然后对芯片进行全透切割的步骤，即将半切后的芯片放置于切割机台上，用钻石刀将芯片从边沿开始沿切割道进行彻底分离的切割。但该方法的缺点是沿着半切的切割道进行全面透切割事，刀高必须降低，刀深加深，刀背与芯片表面接触面积增大，不可避免的会产生崩裂，不能有效的解决切割崩裂问题。

CN102709409B公开的《一种四元系LED芯片及其切割方法》，包括：第一步在LED芯片正极端一面用金刚石切割刀半切LED芯片，形成切割道，将等间距排列的LED芯片的正极端分隔开，第二步LED芯片的正极端贴上蓝膜，负极短贴上麦拉膜，第三步将LED芯片的正极端朝下，负极端朝上放置于劈裂机的劈裂台上，用劈裂机的劈裂刀沿切割道将LED芯片压断，LED芯片被加工成了一个个独立的晶粒。但该方法的缺点是芯片正极用金刚石刀切，负极直接用劈裂刀劈裂，直接作用在芯片上的刚性力量大，芯片自身的翘曲应力也大，切割后的芯片出现崩裂、崩角的概率非常大。

CN104347760A公开的《一种LED芯片的切割方法》，包括：在芯片背面用激光划出划痕，用金刚石锯片刀沿划痕锯片，还包括将背切的芯片翻转倒膜，用裂片刀在芯片正面沿沟槽切割成一颗颗晶粒。但该方法的缺点是芯片背面用激光划出划痕后再用锯片刀直接切割，划痕槽边缘并不光滑平整，容易造成锯片刀崩刀，导致崩裂，且制备的芯片是换衬底的芯片，不适用与常规工艺制备的芯片。

CN102079015A公开的《一种GaAs基LED芯片的激光切割方法》，包括：在GaAs芯片N面用激光切割形成激光划痕，然后在GaAs芯片P面用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，形成激光划痕的深度为芯片厚度的1/10-4/5。但该方法的缺点是芯片N面激光划痕过深时，容易破坏芯片外延层结构，深度不足时，P面虽然尽可能最大的保留了原材料区域，但是GaAs材料的硬脆，自身应力较大，P面直接用裂片刀裂时，容易发生背裂。

发明内容

针对现行芯片切割技术容易出现芯片崩边、裂管芯的问题，本发明提供一种能够避免出现崩边、裂管芯现象，提高切割后外观质量的GaAs基LED芯片的切割方法。

本发明的GaAs基LED芯片的切割方法，包括如下步骤：

(1)P面半切：在芯片P面进行全面半切，释放P面应力；

(2)贴白膜：将芯片P电极向下朝向白膜，N电极向上，贴在白膜上；

(3)N面划片：在芯片N面沿P面半切的切割槽进行激光划痕作业，释放芯片N面应力；

(4)倒膜：芯片P电极向下朝向白膜，N电极向上，芯片由白膜转移到蓝膜上；

(5)在芯片N面用裂片机的劈刀沿步骤(3)中的划痕进行裂片，劈刀的刀深与P面半切深度融合，芯片被加工成独立的晶粒。