专利名称：一种GaAs基LED芯片的激光切割方法
技术领域：
本发明涉及砷化镓(GaAs)基发光二极管(LED)芯片的切割工艺，属于半导体芯片 切割技术领域。
背景技术：
GaAs基LED芯片制备工艺中的切割工艺是将整片芯片分割成单一芯片，目前GaAs 基LED芯片切割多使用金刚石刀具进行机械切割。机械切割生产效率低，刀片磨损快，在切 割过程中要求对砂轮及芯片不间断喷洒去离子水，生产成本高；且机械切割时刀片直接与 芯片接触，芯片侧边容易产生崩边、崩角和裂纹，产品合格率低。随激光技术的发展激光切割逐渐实用化，其工艺过程是先通过激光在芯片表面灼 烧出划痕，然后再用裂片机将芯片沿划痕裂开。激光切割应用于GaAs基LED芯片使生产效 率和产品合格率大幅提升，切割过程无需去离子水，降低了生产成本。但传统的激光切割 GaAs芯片方法也存在一些问题，例如激光切割产生热效应区域，会破坏原材料甚至会破坏 切割处邻近的芯片结构，激光照射区域还会产生难以清除的碎屑，这些都会对芯片品质造 成影响。针对这些问题，人们设计划线槽，在划线槽内形成激光划痕，避免激光照射对芯片 结构的破坏。中国专利文献CN 101165877A公开了一种《砷化镓晶片的激光加工方法》，沿 着砷化镓晶片的间隔道照射激光光线进行烧蚀加工，覆盖碎屑屏蔽膜屏蔽照射激光光线产 生的碎屑，最后沿着间隔道切断砷化镓晶片，用来解决产生的碎屑问题。根据上面提及的无论机械切割还是传统的激光切割，都不是最佳方法。另外，在市 场需求驱动下，芯片价格不断降低，尺寸越来越小。而对于机械切割，芯片的每个边都要锯 去20-40 μ m的原材料区域。采用传统激光切割工艺，划线槽宽度一般在15 μ m-30 μ m之间， 依然会损失不少的原材料区域，破坏一定面积的发光区域，这些都直接影响芯片产能。
发明内容
本发明针对激光切割应用于GaAs基LED芯片时存在的问题，提供一种能够采用激 光切割、且不会破坏发光区域的GaAs基LED芯片的激光切割方法。本发明GaAs基LED芯片的激光切割方法，是在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，具体包括以下步骤(1)将GaAs基LED芯片贴在一张膜上，使芯片的P面朝向这张膜，N面朝上，放置 于激光划片机内的转盘上，调节芯片水平，确定芯片切割范围并确定切割道；(2)将激光器发出的连续激光经过一个修正光路后聚焦到GaAs基LED芯片上表 面(即N面)，开始切割，切割深度为芯片厚度的1/10-4/5 ；所述修正光路包括五个全反镜 和四个透视镜，五个全反镜依次设置在激光划片机的激光器和激光头之间，其中三个透视 镜并排排列于第二和第三全反镜之间，另一个透视镜位于最后一个全反镜和激光头之间；(3)将激光划片后的GaAs基LED芯片翻转到另一张膜上，此时芯片N面朝该膜，P面朝上，用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，芯片就被加工成了单独的芯片。本发明结合激光切割的方法，改变切割方式，采取背划进行激光切割GaAs基LED 芯片，最大限度的保留了芯片原材料区域，使发光面积的破坏降至最低，对芯片的产能和芯 片亮度都有一个很大的提升。
附图是本发明中激光激发射的修正光路示意图。
具体实施例方式本发明的实施例使用Newwave Research AS2112激光划片机进行激光切割，在该 激光划片机设置一个如附图所示的修正光路，修正光路包括Ml、M2、M3、M4和M5五个全反 镜以及PI、P2、P3和P4四个透视镜，五个全反镜依次设置在激光划片机的激光器和激光头 之间，其中P1、P2和P3三个透视镜并排排列于全反镜M2和M3之间，透视镜P4位于全反镜 M5和激光头之间。划片焦距为0. 521-0. 543 μ m，激光功率在1-1. 2W，划片速度60-70mm/s。 具体操作方法如下1.将GaAs基LED芯片贴在一张白膜上，使芯片的P面朝膜，N面朝上，放置于激光 划片机内转盘中央，点击"Load New Wafer"，选择芯片尺寸，输入所需功率、速度，本实施 例功率选择1. 1W，速度设定为70mm/s ；2.待转盘转到固定位置后，点击〃 Align Wafer"进行调节，通过划片机下方CXD 调节水平，确定芯片切割范围并确定切割道；3.调节完毕，将激光器发出的连续激光经过附图所示修正光路后聚焦到GaAs基 LED芯片上表面(即N面)，焦距为0. 521 μ m-0. 543 μ m,开始切割。通过五个全反镜将激光 由水平方向变为垂直方向，由激光头发射出去，照射在GaAs基LED芯片N面上，进行切割。 激光划片后，芯片N面形成10 μ m宽、60 μ m深的划痕。形成的激光划痕的深度为芯片厚度 的 1/10-4/5。4.将激光切割后的GaAs基LED芯片翻转到一张蓝膜上，此时芯片N面朝膜，P面 朝上，在裂片机上沿划痕进行裂片，芯片被加工成了单独的芯片，至此整个切割过程完成。本发明具有以下优点1.本发明GaAs基LED芯片的激光切割方法，在GaAs芯片N面用激光切割形成激 光划痕，避免了激光照射对发光区域的损耗，大大提高了芯片产能和芯片亮度；2.本发明采取N面切割(背面)方法，避免了激光照射产生碎屑对芯片性能影响， 无需保护膜，降低了成本；3.本发明GaAs基LED芯片的激光切割方法，芯片N面照射激光，P面进行裂片，对 切割后的芯片P面外观有很大改善。使切割后的芯片外观整齐无毛刺，边缘效果较好，大大 改善了芯片外观。
权利要求
1. 一种GaAs基LED芯片的激光切割方法，其特征是在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，具体包括以下步骤(1)将GaAs基LED芯片贴在一张膜上，使芯片的P面朝向这张膜，N面朝上，放置于激 光划片机内的转盘上，调节芯片水平，确定芯片切割范围并确定切割道；(2)将激光器发出的连续激光经过一个修正光路后聚焦到GaAs基LED芯片上表面，开 始切割，切割深度为芯片厚度的1/10-4/5 ；所述修正光路包括五个全反镜和四个透视镜， 五个全反镜依次设置在激光划片机的激光器和激光头之间，其中三个透视镜并排排列于第 二和第三全反镜之间，另一个透视镜位于最后一个全反镜和激光头之间；(3)将激光划片后的GaAs基LED芯片翻转到另一张膜上，此时芯片N面朝该膜，P面朝 上，用裂片机沿激光划痕将芯片裂开，芯片就被加工成了单独的芯片。
全文摘要
本发明提供了一种GaAs基LED芯片的激光切割方法，该方法是在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。本发明结合激光切割的方法，改变切割方式，采取背划进行激光切割GaAs基LED芯片，最大限度的保留了芯片原材料区域，使发光面积的破坏降至最低，对芯片的产能和芯片亮度都有一个很大的提升。
文档编号H01L33/00GK102079015SQ20101055845
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者张秋霞, 徐现刚, 赵霞焱, 黄少梅 申请人:山东华光光电子有限公司