專利名稱：藍寶石襯底led芯片的切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)是響應(yīng)電流而被激發(fā)，從而產(chǎn)生各種 顏色的光的半導(dǎo)體器件。其中，以氮化鎵(GaN)為代表的III-V族化合物半導(dǎo)體由于具有 帶隙寬、發(fā)光效率高、電子飽和漂移速度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點而在高亮度藍光發(fā)光二極 管、藍光激光器等光電子器件領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，引起了人們的廣泛關(guān)注。藍光LED芯片通常是在藍寶石襯底上采用氣相沉積的方法生長GaN發(fā)光層，目前 藍光LED芯片的尺寸普遍為2英寸，在LED終端應(yīng)用封裝前需要將若干英寸大的芯片切割 成更小尺寸的芯片單元(die)。在生產(chǎn)規(guī)模迅速擴大、成本不斷降低的過程中，GaN/藍寶石 LED芯片切割一直是需要解決的技術(shù)難題之一，且成為阻礙其生產(chǎn)成本進一步降低的一個 瓶頸，這是因為，GaN/藍寶石比一般的GaAs、GaP等化合物半導(dǎo)體材料要堅硬的多，若采用 傳統(tǒng)的機械方式劃片，將會給LED芯片帶來損傷，從而造成成品率低、產(chǎn)量低和成本高等諸 多問題。為了解決上述問題，目前比較有效的方法是采用激光劃片裂片方式對藍寶石襯底 LED芯片的正面進行切割，請參考圖1至圖5，其中，圖1為現(xiàn)有的藍寶石襯底LED芯片切割 方法的步驟流程圖，圖2至圖5為現(xiàn)有的藍寶石襯底LED芯片切割方法各步驟對應(yīng)的器件 結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1至圖5所示，現(xiàn)有的藍寶石襯底LED芯片切割方法包括如下步驟S101、將所述藍寶石襯底101進行背面減薄至50 lOOum，其中所述藍寶石襯底 101上已制備有LED芯片102及電極，如圖2所示；具體地，通過研磨(lapping)及拋光 (polishing)對所述藍寶石襯底101進行背面減??；S102、利用激光對所述LED芯片102進行劃片，形成V形激光切縫104，如圖3所 示；劃片后的LED芯片102的俯視圖如圖4所示；S103、對所述LED芯片102進行裂片；具體地，用裂片機在所述V形激光切縫104 處集中應(yīng)力進行裂片加工；以及S104、對所述LED芯片102進行擴張，形成多個LED芯片單元103，如圖5所示。切割完成后，再對所述多個芯片單元103分別進行封裝及測試。其中，所述激光的波長為^6nm，由紫外線二極管泵浦固體激光器產(chǎn)生。與傳統(tǒng)的機械劃片相比，激光劃片的劃片速度得到了很大的提高，有助于降低成 本。然而，現(xiàn)有的激光劃片法存在以下的缺點和不足之處1)在劃片過程中會造成所述V形激光切縫104的側(cè)壁不平整，并伴有損傷，從而使 得LED芯片單元的側(cè)出光面不平整，影響發(fā)光效率；2)采用正面激光劃片技術(shù)，會在所述V形激光切縫104內(nèi)殘留一些微粒105，如圖 2所示，從而影響LED芯片單元的側(cè)面出光。
因此，怎樣提供一種有效可靠的藍寶石襯底LED芯片的切割方法已成為業(yè)界目前 亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法，以解決現(xiàn)有的切割 方法影響LED芯片性能的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法，該方法包括 如下步驟將所述藍寶石襯底進行背面減薄至50 lOOum，其中所述藍寶石襯底上已制備有 LED芯片及電極；在所述LED芯片正面上光阻，并對所述光阻進行光刻，在所述光阻上形成劃片槽 圖案；以所述被圖案化的光阻為掩膜，在第一刻蝕條件下對所述LED芯片進行感應(yīng)耦合 等離子體干法刻蝕，直至刻蝕到所述藍寶石襯底；以所述被圖案化的光阻為掩膜，在第二刻蝕條件下對所述藍寶石襯底進行感應(yīng)耦 合等離子體干法刻蝕，刻蝕深度為10 20um，形成劃片槽；去除剩余的光刻膠，并對所述LED芯片進行清洗；對所述LED芯片依次進行裂片及擴張，形成多個LED芯片單元?？蛇x的，所述光阻上形成的劃片槽圖案的寬度為2 20um?？蛇x的，所述LED芯片為氮化鎵LED芯片。可選的，所述第一刻蝕條件為刻蝕氣體為Cl2和Ar，且Cl2 Ar為1 1 4 1 ；腔室壓力為 AmiTorr 1. OTorr ；底板功率為200W 300W ；線圈功率為300W 1000W。可選的，所述Cl2 Ar為3 1 4 1?？蛇x的，所述第二刻蝕條件為刻蝕氣體為BC13、He及 Ar，且 BCl3 (He+Ar)為 1 1 4 1;腔室壓力為 AmiTorr 1. OTorr ；底板功率為200W 300W ；線圈功率為300W 1000W?？蛇x的，所述氮化鎵LED芯片包括從下至上依次生長的N型GaN層、InGaN多量子 阱有源層、P型GaN層以及透明導(dǎo)電層?？蛇x的，在形成多個LED芯片單元后，還包括對所述多個芯片單元分別進行封裝 及測試的步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的藍寶石襯底LED芯片的切割方法包括劃片槽光 刻；兩步感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕分別對氮化鎵和藍寶石襯底進行刻蝕，形成劃片槽； 以及去除剩余的光刻膠，并對所述LED芯片進行清洗；從而避免了在劃片過程中造成劃片 槽側(cè)壁步平整及損傷，并且在劃片槽內(nèi)沒有殘留微粒，從而不會影響LED芯片的發(fā)光效率。


圖1為現(xiàn)有的藍寶石襯底LED芯片切割方法的步驟流程圖；圖2至圖5為現(xiàn)有的藍寶石襯底LED芯片切割方法各步驟對應(yīng)的器件結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的藍寶石襯底LED芯片的切割方法的步驟流程圖；圖7至圖8為本發(fā)明實施例提供的藍寶石襯底LED芯片的切割方法步驟中的器件 剖面圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的藍寶石襯底LED芯片的切割方法作 進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的 是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā) 明實施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法，該方法包括 劃片槽光刻；兩步感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕分別對氮化鎵和藍寶石襯底進行刻蝕，形成 劃片槽；以及去除剩余的光刻膠，并對所述LED芯片進行清洗；從而避免了在劃片過程中造 成劃片槽側(cè)壁步平整及損傷，并且在劃片槽內(nèi)沒有殘留微粒，從而不會影響LED芯片的發(fā) 光效率。請參考圖6至圖8，其中，圖6為本發(fā)明實施例提供的藍寶石襯底LED芯片的切割 方法的步驟流程圖，圖7至圖8為本發(fā)明實施例提供的藍寶石襯底LED芯片的切割方法步 驟中的器件剖面圖，如圖6以及圖7至圖8所示，本發(fā)明實施例提供的藍寶石襯底LED芯片 的切割方法包括如下步驟S201、將所述藍寶石襯底201進行背面減薄至50 lOOum，其中所述藍寶石襯底 201上已制備有LED芯片202及電極；S202、在所述LED芯片202正面上光阻203，并對所述光阻203進行光刻，在所述光 阻203上形成劃片槽圖案；S203、以所述被圖案化的光阻203為掩膜，在第一刻蝕條件下對所述LED芯片202 進行感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕，直至刻蝕到所述藍寶石襯底201，如圖7所示；S204、以所述被圖案化的光阻203為掩膜，在第二刻蝕條件下對所述藍寶石襯底 201進行感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕，刻蝕深度為10 20um，形成劃片槽204，如圖8所示；S205、去除剩余的光刻膠203，并對所述LED芯片202進行清洗；去除刻蝕殘留物；S206、對所述LED芯片202依次進行裂片及擴張，形成多個LED芯片單元。進一步地，所述光阻203上形成的劃片槽圖案的寬度d為2 20um。進一步地，所述LED芯片202為氮化鎵LED芯片。進一步地，所述第一刻蝕條件為刻蝕氣體為Cl2和Ar，且Cl2 Ar為1 1 4 1 ；腔室壓力為 AmiTorr 1. OTorr ；底板功率為200W 300W ；
線圈功率為300W 1000W。進一步地，所述Cl2 Ar為3 1 4 1。進一步地，所述第二刻蝕條件為刻蝕氣體為BC13、He及 Ar，且 BCl3 (He+Ar)為 1 1 4 1;腔室壓力為5mTorr ITorr ；底板功率為200W 300W ；線圈功率為300W 500W。進一步地，所述氮化鎵LED芯片202包括從下至上依次生長的N型GaN層、InGaN 多量子阱有源層、P型GaN層以及透明導(dǎo)電層。進一步地，在形成多個LED芯片單元后，還包括對所述多個芯片單元分別進行封 裝及測試的步驟。綜上所述，本發(fā)明提供了一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法，該方法包括劃片 槽光刻；兩步感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕分別對氮化鎵和藍寶石襯底進行刻蝕，形成劃片 槽；以及去除剩余的光刻膠，并對所述LED芯片進行清洗；從而避免了在劃片過程中造成劃 片槽側(cè)壁步平整及損傷，并且在劃片槽內(nèi)沒有殘留微粒，從而不會影響LED芯片的發(fā)光效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，包括如下步驟將所述藍寶石襯底進行背面減薄至50 lOOum，其中所述藍寶石襯底上已制備有LED 芯片及電極；在所述LED芯片正面上光阻，并對所述光阻進行光刻，在所述光阻上形成劃片槽圖案； 以所述被圖案化的光阻為掩膜，在第一刻蝕條件下對所述LED芯片進行感應(yīng)耦合等離 子體干法刻蝕，直至刻蝕到所述藍寶石襯底；以所述被圖案化的光阻為掩膜，在第二刻蝕條件下對所述藍寶石襯底進行感應(yīng)耦合等 離子體干法刻蝕，刻蝕深度為10 20um，形成劃片槽； 去除剩余的光刻膠，并對所述LED芯片進行清洗； 對所述LED芯片依次進行裂片及擴張，形成多個LED芯片單元。
2.如權(quán)利要求1所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，所述光阻上形成 的劃片槽圖案的寬度為2 20um。
3.如權(quán)利要求2所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，所述LED芯片為 氮化鎵LED芯片。
4.如權(quán)利要求3所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，所述第一刻蝕條 件為刻蝕氣體為Cl2和Ar，且Cl2 Ar為1 1 4 1; 腔室壓力為5HiTorr 1. OTorr ； 底板功率為200W 300W ； 線圈功率為300W 1000W。
5.如權(quán)利要求4所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，所述Cl2 Ar 為 3 1 4 1。
6.如權(quán)利要求3所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，所述第二刻蝕條 件為刻蝕氣體為BC13、He 及 Ar，且 BCl3 (He+Ar)為 1 1 4 1 ； 腔室壓力為:5mTorr ITorr ； 底板功率為200W 300W ； 線圈功率為300W 500W。
7.如權(quán)利要求3所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，所述氮化鎵LED 芯片包括從下至上依次生長的N型GaN層、InGaN多量子阱有源層、P型GaN層以及透明導(dǎo) 電層。
8.如權(quán)利要求1所述的藍寶石襯底LED芯片的切割方法，其特征在于，在形成多個LED 芯片單元后，還包括對所述多個芯片單元分別進行封裝及測試的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種藍寶石襯底LED芯片的切割方法，該方法包括劃片槽光刻；兩步感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕分別對氮化鎵和藍寶石襯底進行刻蝕，形成劃片槽；以及去除剩余的光刻膠，并對所述LED芯片進行清洗；從而避免了在劃片過程中造成劃片槽側(cè)壁步平整及損傷，并且在劃片槽內(nèi)沒有殘留微粒，從而不會影響LED芯片的發(fā)光效率。
文檔編號B28D5/00GK102130238SQ20101062025
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者張汝京, 肖德元, 饒青 申請人:映瑞光電科技(上海)有限公司