[发明专利]用于减少在管芯级激光剥离期间所受机械损伤的蓝宝石收集器

说明书

本发明提供一种蓝宝石收集器（SC），包括一个或多个特征（结构特征及参数特征），以用于在管芯级激光剥离（LLO）期间捕获从半导体结构移除的管芯大小的蓝宝石芯片。这些特征经设计以增加每个蓝宝石芯片在其从该半导体结构释放之后立即由该蓝宝石收集器稳固地捕获的可能性。该蓝宝石收集器包括具有拾取元件的真空增强收集器及进一步引导该芯片至该收集器隧道从而导向废弃仓的空气推进器，其中拾取元件将每个所释放的芯片抬起至该收集器中。

相关申请

本申请是于2015年7月29日提交的申请号为201580056846.X、发明名称为“用于减少在管芯级激光剥离期间所受机械损伤的蓝宝石收集器”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及发光装置领域，特别涉及一种系统，该系统在蓝宝石衬底(其上生长有发光元件)的激光剥离期间减少对该发光装置的损伤。

背景技术

半导体装置(包括半导体发光元件)是在衬底上形成/生长，蓝宝石晶片衬底是常见的。在发光元件的实例中，GaN成核层可形成于蓝宝石衬底上，接着是一个或多个n型层、一个或多个有源层及一个或多个p型层。可形成穿过这些层且在这些层上的金属半导体，以经由最高(p型)层上方的接触焊盘提供n型层及p型层与外部电源的耦合，以激励该发光元件的（若干)有源层。

因为该金属接触焊盘一般是不透明或反射的，所以该发光元件设计为从与该接触焊盘相对的表面并且穿过该衬底发射光。为了提高光提取效率，可移除该衬底，以曝露半导体表面。半导体表面可经处理以进一步提高光提取效率。在一些情况下，一个或多个接触焊盘可放置在该装置的发光侧上。

激光剥离是一种通常用以从发光元件移除蓝宝石衬底的工艺。由于蓝宝石半导体界面处的半导体层的瞬时热分解，激光脉冲经投射穿过该蓝宝石衬底并且被蓝宝石半导体界面处的半导体层吸收，从而产生局部爆发性冲击波。

如果在晶片级处执行激光剥离(LLO），则在已处理整个晶片后移除晶片大小的蓝宝石衬底。另一方面，如果针对每个个别管芯执行激光剥离，则该管芯是倒装芯片安装在基座砖块(submount tile) 上，且该蓝宝石面向上。将激光应用到每个管芯，且该管芯大小的蓝宝石芯片在激光入射在每个管芯上后立即弹出至“蓝宝石收集器”或“五彩纸屑接收器”，将半导体结构留在该基座砖块上。该基座砖块随后经处理以在每个管芯上建立（例如）透镜元件，接着经截割/切片以提供个别发光装置。

在移除该蓝宝石且覆盖该管芯的时间之间，曝露该相对脆弱的半导体表面，该半导体表面易受机械损伤。在一组实例性生产过程(production run)期间，已经测得由于机械损伤所致的产率损耗为大约0.236%。

发明内容

在激光剥离后减少对发光元件的机械损伤的可能性将是有利的。

为更好地解决此顾虑，在本发明的一实施例中，蓝宝石收集器(SC)中包括一个或多个特征（结构特征及参数特征），以用于在管芯级激光剥离(LLO)期间捕获从半导体结构移除的管芯大小的蓝宝石芯片。这些特征经设计以增加每个蓝宝石芯片在其从该半导体结构释放后立即由该蓝宝石收集器稳固地捕获的可能性。该蓝宝石收集器包括具有拾取元件（其将每个所释放的芯片抬起至该收集器）的真空增强收集器，及进一步引导该芯片至该收集器隧道（该收集器隧道导向到废弃仓）的空气推进器。

在本发明的实施例中，增强由该蓝宝石收集器稳固地捕获所释放蓝宝石芯片的可能性的特征包括以下的一个或者多个。

为减少芯片碰撞收集器的顶部表面且弹回离开拾取元件的可能性，成角度的空气推进器可位于该收集器的顶部附近以引导芯片远离该顶部表面且更远到达收集器隧道。同时，互补的成角度的空气推进器可位于该收集器的底部附近以也引导拾取的芯片更远到达收集器隧道中，且进一步引导任何跳弹芯片远离拾取元件。为进一步增强这些空气推进器的效率，该空气推进器可被成形为具有高速度、低体积输出的气刀。