專利名稱：發光二極管芯片及該芯片的制備方法
技術領域：
本發明涉及發光二極管芯片(LED)領域，特別地，涉及一種發光二極管芯片，本發明的另一方面還提供了上述發光二極管芯片的制備方法。
背景技術：
近年來出現的隱形激光切割，能通過減少芯片側面的激光灼傷面積，從而減少芯片的出光損失，達到將芯片出光亮度提高5 10%的目的。但隱形激光切割機所發激光不能穿透高亮度全方位反光鏡(ODR)層，因此隱形切割設備不能直接用于切割背鍍ODR層的 (chip on wafe)外延片。這使得背鍍ODR層步驟和隱形切割步驟不能有效結合，從而限制了所制得芯片的亮度提高。
發明內容
本發明目的在于提供一種發光二極管芯片及該芯片的制備方法，以解決現有技術中ODR層無法與隱形切割步驟結合使用的技術問題。為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種發光二極管芯片的制備方法，包括以下步驟1)在發光二極管芯片的晶圓的襯底的背面上，沿X和Y方向進行隱形切割；2)蒸鍍ODR層，得到鍍膜片；3)沿隱形切割形成的切痕壓裂鍍膜片，形成裂痕，置于劈裂機中劈裂，得到發光二極管芯片。進--步地，晶圓的厚度為180 220 μ m。
進--步地，切痕的寬度為22 觀μ m,切痕距離晶圓的襯底的背面42 48 μ m。
進--步地，切痕的數量為1 5條。
進--步地，切痕的數量為2 3條。
進--步地，蒸鍍ODR層中的金屬膜時所用金屬鍍膜機為光學鍍膜機，光學鍍膜機
中高壓箱的高壓上限為10KV。根據本發明的另一方面還提供了一種按上述方法制得的發光二極管芯片。本發明具有以下有益效果本發明提供的方法通過在劈裂前先對芯片施壓，使蒸鍍層表面產生裂紋，避免了由于切割后蒸鍍，切痕被遮擋而無法劈裂的問題。使得ODR層和隱形切割結合使用成為可能。通過將二者結合，能將發光二極管芯片的出光效率提高8 10%。本發明提供的金屬鍍膜機為由光學鍍膜機改造而來，鍍鍋通用，生產中無需移片， 即可完成ODR層和金屬層的蒸鍍，減少上料下料過程中破片的發生率。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。 下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是本發明優選實施例的COW片結構示意圖；圖2是本發明優選實施例的切割片結構示意圖；以及圖3是本發明優選實施例的鍍膜片結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本發明提供的方法通過將隱形切割和背鍍ODR層結合使用，克服了單獨使用隱形切割時激光無法穿透ODR層，而先隱形切割后鍍ODR層后無法劈裂的問題，使得ODR層和隱形切割工藝可同時使用于COW片的生產中，達到提高亮度的目的。本文中，外延片是指在藍寶石襯底上依次生長了 N型氮化鎵層和P型氮化鎵層，但未進行刻蝕和安裝P、N極的片；COW片是指經過刻蝕并安裝有P、N極的外延片，但該片未進行減薄切割；晶圓是指經過減薄但未進行劈裂的COW片，與是否進行隱形切割無關。晶圓襯底的背面是指沒有形成N型氮化鎵層2等層的相對面。本發明提供的方法包括以下步驟1)沿發光二極管晶圓襯底的背面的X和Y向進行隱形切割步驟，得到內部具有切痕的切割片；2)在切割片的背面蒸鍍ODR層，得到鍍膜片；3)沿切痕壓裂鍍膜片，形成裂痕，置于劈裂機中進行劈裂，得到發光二極管芯片。所處理晶圓的襯底可以為氮化鎵基、藍寶石、硅基或碳化硅基等，結構如圖1。以藍寶石襯底為例，該晶圓中包括藍寶石襯底1、形成于藍寶石襯底1正面上的N型氮化鎵層2， 形成于N型氮化鎵層2上的P型氮化鎵層3。P型氮化鎵層3的一側刻蝕至N型氮化鎵層 2，在N型氮化鎵層2上形成N電極7。P型氮化鎵層3未刻蝕的一側的頂面上設置P電極 6。ITO層4形成于P型氮化鎵層3的頂面上，并包覆P電極6的底部。SiO2鈍化層5包覆晶圓的頂面區域。S^2鈍化層5包覆后，P電極6和N電極7的頂面局部區域裸露。所用晶圓可以為市售，也可以為按常規工藝制成的。如氮化鎵基晶圓可以為利用金屬有機化合物化學氣相沉積(MOCVD)機，在藍寶石襯底1上生長得到。常用市售晶圓的厚度為150 μ m，采用此種晶圓即可實施本發明提供的方法。但采用此厚度的晶圓，破片率較高，為了減少破片，故需控制晶圓的厚度為180 220μπι。同時如果所用晶圓厚度超過該范圍則在壓裂步驟中，恐難以獲得裂痕。可采用常規工藝將COW片研磨得到此厚度，得到晶圓。沿晶圓的背面的X和Y向進行隱形切割步驟，得到切割片，切割片結構如圖2。由于襯底1的透光性較高，而且能避免激光對晶圓正面其他結構的破壞，故對COW片的襯底1 的背面進行隱形切割。隱形切割通過激光穿透襯底1的背面，在襯底1內部形成切痕8。此處所指X和Y向是指互相垂直并處于同一平面內的任意兩個方向。只要通過設定隱形切割機的參數就可實現這種切割。按X和Y向切割，便于后續壓裂步驟中找到按壓線，不至由于ODR層的遮蔽而無法按壓。經切割后，切痕較窄，切削少，能減少普通切割造成的粉削對芯片的污染。所得切割片的襯底1的同一水平面內形成多條切痕8。為了后續工藝中能形成裂痕又不至由于隱形切割導致破片，優選的，切痕8寬為22 ^ym,切痕8距離晶圓襯底背面 42 48 μ m0在晶圓的襯底背面蒸鍍ODR層，得到鍍膜片。ODR層包括依次蒸鍍的DBR (分布布拉格反射)層9和金屬膜層10，該鍍膜片的結構如圖3。具體蒸鍍DBR層9和金屬膜層10 可按常規方法使用常用設備進行。為了避免晶圓從光學蒸鍍機轉移至金屬蒸鍍機的過程中破片過多，影響產量。優選的，所用金屬蒸鍍機為經過改造的光學蒸鍍機。該金屬鍍膜機為光學蒸鍍機，只是其中的高壓箱的高壓上限從8KW升高至10KV，滿足了蒸鍍金屬膜的需要。 提高高壓箱中高壓的上限，只需更換高壓箱即可。高壓箱均為市售。采用這種金屬鍍膜機， 鍍鍋可通用，避免了更換設備時上下片造成的破片。當然為了減少生產中金屬鍍膜機和光學鍍膜機腔體中粉塵的互相污染，腔體的清理頻率需提高。以避免所鍍金屬膜層10中混入雜質，影響ODR膜層的質量。沿切痕8壓裂鍍膜片，形成裂痕，置于劈裂機中進行劈裂，得到發光二極管芯片。 如果直接將鍍膜片放入劈裂機中劈裂，由于晶圓的襯底1背面被ODR層遮蔽，劈裂機無法識別劈裂位置，無法進行劈裂。故需沿隱形切割的切痕壓裂鍍膜片，使得芯片內部的裂痕外露于鍍膜片表面，便于劈裂。隱形切割時切痕位置固定且已知，即使肉眼無法看到的情況下也可根據切割設計圖，找到該切痕進行壓裂。具體可以采用手動掰裂。考慮到工作效率，無需過多的裂痕也能進行劈裂，故優選鍍膜片表面的裂痕數為1 5條。鍍膜片表面形成2 3 條裂痕所需掰裂時間較短，且劈裂效果好，故進一步的，優選裂痕為2 3條。劈裂后晶圓成為一個個獨立的芯片，這種芯片即可投入正常使用。本發明的另一方面還提供了根據上述方法所制得的發光二極管。實施例以下實施例和對比例中所用襯底型號為4545 (PSS+鏡面)。實施例中所用上蠟機購自NTS公司。光學蒸鍍機為崇文光學蒸鍍機，金屬鍍膜機為高壓箱更換為高壓上限IOKW 的崇文光學蒸鍍機，粘片機為里德半自動粘片機，劈裂機為里德手動劈裂機裂片。隱形切割機為德龍隱形切割機，隱形切割機的工藝參數設定為激光功率0. 5-0. 6w ；切割速度X方向P060，Y方向P070 ；激光頻率50KHz ；進給量 X 方向-26, Y 方向:_26。蒸鍍 ODR 層時工藝參數為:Si02/Ti305/Si02/Ti305/Si02 =5500A/363A/1000A/363A/1000A。蒸鍍金屬膜層時工藝參數為A1/Cr/Pt/Au = 3000A/400A/600A/1000A,以下實施例和對比例中所得發光二極管芯片按常規工藝封裝，光亮度也按常規方法測定。實施例11)使用NTS十片上蠟機，研磨機，拋光機將COW片厚度減薄至200 μ m形成晶圓。2)對晶圓進行隱形切割，得到切割片，所得切割片中切痕寬為25μπι，切痕距離切割片襯底的背面45 μ m。3)將切割片從白膜上拆下，放入光學蒸鍍機的鍍鍋中，在切割片的背面鍍上DBR 層，
4)將鍍鍋放入金屬鍍膜機中，在所形成的DBR層背面鍍上金屬膜層，得到鍍膜片。5)將鍍膜片用粘片機粘片，貼上防靜電保護膜，后用鋼尺，沿著鍍膜片的X和Y兩個方向手動掰裂鍍膜片，沿隱形切割的切痕在鍍膜片表面形成3條裂痕，置于劈裂機中，通過裂痕進行水平劈裂，得到發光二極管芯片1。6)封裝后進行測試。實施例21)使用NTS十片上蠟機，研磨機，拋光機將COW片厚度減薄至190 μ m形成晶圓。2)對芯片進行隱形切割，得到切割片，所得切割片中切痕寬為25μπι，切痕距離切割片襯底的背面46 μ m。3)將切割片從白膜上拆下，放入光學蒸鍍機的鍍鍋中，在切割片的背面鍍上DBR層。4)將鍍鍋放入金屬鍍膜機中，在所形成的DBR層背面鍍上金屬膜層，得到鍍膜片。5)將鍍膜片用粘片機粘片，貼上防靜電保護膜，后用鋼尺，沿著鍍膜片的X和Y兩個方向手動掰裂鍍膜片，沿隱形切割的切痕在鍍膜片表面形成2條裂痕，置于劈裂機中，通過裂痕進行水平劈裂，得到發光二極管芯片2。6)封裝后進行測試。實施例31)使用NTS十片上蠟機，研磨機，拋光機將COW片厚度減薄至190 μ m形成晶圓。2)對芯片進行隱形切割，得到切割片，所得切割片中切痕寬為^ym,切痕距離切割片襯底的背面42 μ m。3)將切割片從白膜上拆下，放入光學蒸鍍機的鍍鍋中，在切割片的背面鍍上DBR層。4)將鍍鍋放入金屬鍍膜機中，在所形成的DBR層背面鍍上金屬膜層，得到鍍膜片。5)用粘片機將鍍膜片粘片，貼上防靜電保護膜，后用鋼尺，沿著鍍膜片的X和Y兩個方向手動掰裂鍍膜片，沿隱形切割的切痕在鍍膜片表面形成1條裂痕，置于劈裂機中，通過裂痕進行水平劈裂，得到發光二極管芯片3。6)封裝后進行測試。實施例41)使用NTS十片上蠟機，研磨機，拋光機將COW片厚度減薄至180 μ m形成晶圓。2)對芯片進行隱形切割，得到切割片，所得切割片中切痕寬為22μπι，切痕距離切割片襯底的背面48 μ m。3)將切割片從白膜上拆下，放入光學蒸鍍機的鍍鍋中，在切割片的背面鍍上DBR層。4)將鍍鍋放入金屬鍍膜機中，在所形成的DBR層背面鍍上金屬膜層，得到鍍膜片。5)將鍍膜片用粘片機粘片，貼上防靜電保護膜，后用鋼尺，沿著鍍膜片的X和Y兩個方向手動掰裂鍍膜片，沿隱形切割的切痕在鍍膜片表面形成5條裂痕，置于劈裂機中，通過裂痕進行水平劈裂，得到發光二極管芯片4。6)封裝后進行測試。對比例1
與實施例1的區別在于將COW片減薄至厚度為150μπι的晶圓，采用正切替代隱形切割，得到發光二極管芯片5。對比例2與實施例2的區別在于將COW片減薄至厚度為150μπι的晶圓，采用正切替代隱形切割，得到發光二極管芯片6。將實施例1和2分別與對比例1和2所得LED芯片用于測試，所得結果列于表1中。表1實施例1、2和對比例1、2所得COW片亮度對比結果表
權利要求
1.一種發光二極管芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)在所述發光二極管芯片的晶圓的襯底的背面上，沿X和Y方向進行隱形切割；2)蒸鍍ODR層，得到鍍膜片；3)沿所述隱形切割形成的切痕壓裂所述鍍膜片，形成裂痕，置于劈裂機中劈裂，得到所述發光二極管芯片。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圓的厚度為180 220μπι。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述切痕的寬度為22 觀μm,所述切痕距離所述晶圓的襯底的背面42 48μπι。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述切痕的數量為1 5條。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述切痕的數量為2 3條。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，蒸鍍所述ODR層中的金屬膜時所用金屬鍍膜機為光學鍍膜機，所述光學鍍膜機中高壓箱的高壓上限為10KV。
7.—種權利要求1 6中任一項所述方法制得的發光二極管芯片。
全文摘要
本發明提供了一種發光二極管芯片及該芯片的制備方法。該發光二極管芯片的制備方法，包括以下步驟1)在發光二極管芯片的晶圓的襯底背面上，沿X和Y方向進行隱形切割；2)蒸鍍ODR層，得到鍍膜片；3)沿隱形切割形成的切痕壓裂鍍膜片，形成裂痕，置于劈裂機中劈裂，得到發光二極管芯片，所得發光二極管芯片的出光效率能提高8～10％。
文檔編號C23C14/24GK102544299SQ201210057299
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月6日 優先權日2012年3月6日
發明者王遠紅, 苗振林, 許亞兵 申請人:湘能華磊光電股份有限公司