一种LED晶圆激光装置的制作方法

文档序号:11960937阅读:236来源:国知局

本实用新型属于激光加工技术领域,具体涉及将硅基LED晶圆分割成独立晶颗时的激光处理工艺技术领域。



背景技术:

随着半导体技术的进步,硅材料具有良好的导热性、易加工等特点被作LED晶圆的永久衬底材料,越来越受LED行业所青睐。LED发光层的生长受晶格位错、应力等限制,还不能直接在硅基板上生长LED发光层。目前LED发光层主要在GaAs或蓝宝石基板上生长后,将GaAs或蓝宝石基板去除,再利用金属键合技术将LED发光层转移到硅基板上。

在完成LED发光层转移的LED晶圆中,制作各种尺寸的图案,利用切割技术将LED晶圆切分成若干晶颗(chip),但是由于存在金属键合层,不能直接用刀片切割的方式来切分,须用激光微加工的方式来切割。目前工业化程度高,成本相对低,稳定性相对较好的单光束纳秒级脉宽微加工方式,但纳秒级激光作用于硅于硅基LED晶圆的加工机理主要以光热方式为主,特别是激光切割深度在30μm以上,在切割内形成残留热熔喷贱物交联效应,不利于后续的LED晶圆分离,须采用激光束沿切割道来回两次或多次切割加工,以消除残留热熔喷贱物,但这种方式会降低整体加工效率,要达到同样的产出数量,需要增加前期设备投入,增加企业生产成本。



技术实现要素:

为了解决现有单光束纳秒级激光加工模式对LED晶圆来回两次或多次切割加工造成加工效率低的问题,本实用新型的目的是提供一种LED晶圆激光装置。

本实用新型包括激光发射器、第一反光镜、第一扩束镜、第一聚焦镜和第一保护镜;特点是:在所述激光发射器为一组,在激光发射器的出光线上设置将一束光分为两束光的分光镜;在分光镜的一束出光线上设置第一反光镜,在第一反光镜的反射光线上设置第一扩束镜,在第一扩束镜的出光线上设置第一聚焦镜,在第一聚焦镜的出光线上设置第一保护镜;在分光镜的另一束出光线上设置第二反光镜,在第二反光镜的反射光线上设置第三反光镜,在第三反光镜的反射光线上设置第二扩束镜,在第二扩束镜的出光线上设置第二聚焦镜,在第二聚焦镜的出光线上设置第二保护镜。

本实用新型在激光光路中增加一组分光镜将单束光分解成为具有垂直和水平极化方向两组分别单独的激光束,利用分光镜组双折射原理,产生与入射光相位差为λ/4(π/2,90°)或λ/2(π,180°)的光束。将分出的两束光分别经反光镜、扩束镜、聚焦镜、保护镜,使两束光斑相距5mm以内,并最终聚焦后同时到达待加工LED晶圆表面切割线预留位置,LED晶圆只须移动一次,即可达到两次加工的目的,达到纳秒级脉宽的激光束对硅基材料的加工速度,本装置大大提升了切割加工效率。本实用新型中激光发射器的选择依据被加工材料特性和光学特性和加工要求可选用相应波长、频率、功率与加工速度。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,本装置设有一组激光发射器200,在激光发射器200的出光线201上设置将一束光201分为两束相互垂直的光(一束光在垂直方向,另一束光线在水平极化方向)的分光镜202。

在分光镜202的一束出光线上设置第一反光镜203,在第一反光镜203的反射光线上设置第一扩束镜204,在第一扩束镜204的出光线上设置第一聚焦镜205,在第一聚焦镜205的出光线上设置第一保护镜206。

在分光镜202的另一束出光线上设置第二反光镜207,在第二反光镜207的反射光线上设置第三反光镜208,在第三反光镜208的反射光线上设置第二扩束镜209,在第二扩束镜209的出光线上设置第二聚焦镜210,在第二聚焦镜210的出光线上设置第二保护镜211。

以上激光发射器200优选固体准分子激光器,其工作波长195~1064nm,频率20~120KHZ,功率1~20W,焦点1~1000mm,加工速度50~500mm/s。

使用时,将已外延生长了n-GaAs缓冲层、n-GaInP腐蚀停层、n-GaAs欧姆接触层、n-AlGaInP下限制层、MQW有源区、p-AlGaInP上限制层、p-GaP电流扩展层、p-GaP欧姆接触层的硅基LED晶圆背面贴白膜,然后置于激光划线机中,对LED晶圆正面进行激光划片,激光划片后连同白膜一起进行清洗。清洗完成后,将LED晶圆正面再贴附一层白膜,将此晶圆置于裂片机工作台的工作区域,采用以上装置将硅基LED晶圆300分割成独立若干晶颗。

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