專利名稱：一種半導(dǎo)體單元的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體單元的分離方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保、安全等顯著優(yōu)點(diǎn)，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，正帶動(dòng)傳統(tǒng)照明、顯示等行業(yè)的升級(jí)換代，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。正因如此，半導(dǎo)體照明被普遍看作是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來(lái)幾年光電子領(lǐng)域最重要的制高點(diǎn)之一。發(fā)光二極管是由II1-1V族化合物，如GaAs (砷化鎵)、GaP (磷化鎵)、GaAsP (磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的1-N特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光。近年來(lái)，制造高集成、高性能的半導(dǎo)體產(chǎn)品的半導(dǎo)體工業(yè)相繼發(fā)展半導(dǎo)體薄片加工技術(shù)。為了提高生產(chǎn)效率，各處的半導(dǎo)體產(chǎn)品使用半導(dǎo)體薄片加工技術(shù)把幾個(gè)到幾千萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體儀器集成到一塊稱為“晶片”的高純度襯底上。一塊幾英寸晶片上要制造的芯片數(shù)目達(dá)幾千片，在封裝前要把它們分割成單個(gè)電路單元。隱形切割技術(shù)使現(xiàn)有的被廣泛應(yīng)用的一種半導(dǎo)體的切割方式，其一般步驟是從半導(dǎo)體襯底背面發(fā)送激光脈沖形成多個(gè)切割孔，然后通過(guò)裂片機(jī)進(jìn)行劈裂獲得分離的半導(dǎo)體單元。然而，這種切割方式具有以下缺點(diǎn)1)在后續(xù)劈裂時(shí)會(huì)有晶粒沒(méi)被分割的情況，使兩個(gè)或多個(gè)晶粒在劈裂工藝后仍然連接在一起，造成良率的損失；2)現(xiàn)有技術(shù)為了提升劈裂的良率，往往將切割所用的激光功率加大，使激光切割道相對(duì)加深或加寬、或使劈裂刀切割加深，導(dǎo)致激光切割器的壽命、劈裂刀的壽命及單位時(shí)間產(chǎn)降低，甚至造成半導(dǎo)體元件特性的損傷；對(duì)于發(fā)光二極管來(lái)說(shuō)，`切痕越大，吸收光能越多，造成了發(fā)光二極管亮度的降低，并且，激光功率過(guò)大會(huì)影響發(fā)光二極管的電性能，造成發(fā)光二極管有漏電傾向；3)由于切割道過(guò)深，可能造成后續(xù)背鍍等過(guò)程襯底斷裂，降低良率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體單元的分離方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中裂片時(shí)由于切割道過(guò)淺容易導(dǎo)致晶粒仍然連接在一起、切割道過(guò)深容易導(dǎo)致激光和劈裂刀壽命降低、對(duì)元件造成損傷、或進(jìn)行后續(xù)工藝時(shí)襯底容易開裂等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體單元的分離方法，至少包括以下步驟I)提供一半導(dǎo)體襯底，于所述半導(dǎo)體襯底的上表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體原件；
2)將所述半導(dǎo)體原件粘附于一貼膜；3)依據(jù)各該半導(dǎo)體單元對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行隱形切割，以在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成由多個(gè)切割孔組成的切割陣列；4)通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)與各該切割孔對(duì)應(yīng)延伸且穿透部分所述半導(dǎo)體襯底的裂痕；5)依據(jù)各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行裂片，然后進(jìn)行擴(kuò)膜，獲得相互分離的半導(dǎo)體單元。作為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法的一種優(yōu)選方案，所述半導(dǎo)體襯底為藍(lán)寶石襯底、GaAs襯底、GaP襯底、GaAsP襯底、SiC襯底、Si襯底及SOI襯底的一種。作為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法的一種優(yōu)選方案，所述半導(dǎo)體單元為發(fā)光二極管、激光二極管、MOS器件及雙極型器件的一種或其任意組合。作為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法的一種優(yōu)選方案，所述貼膜為包括紅膜、綠膜、藍(lán)膜、白膜或黃膜的PE泡棉膠帶。作為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法的一種優(yōu)選方案，步驟3)還包括于所述半導(dǎo)體襯底背面制作背鍍層的步驟。作為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法的一種優(yōu)選方案，步驟5)中，采用劈裂刀劈裂的方法進(jìn)行裂片。如上所述，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體單元的分離方法，先于半導(dǎo)體襯底的上表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體原件；然后將所述半導(dǎo)體原件粘附于一貼膜；接著依據(jù)各該半導(dǎo)體單元對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行隱形切割，以在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成由多個(gè)切割孔組成的切割陣列；然后通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)與各該切割孔對(duì)應(yīng)延伸且穿透部分所述半導(dǎo)體襯底的裂痕；最后依據(jù)各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行裂片，然后進(jìn)行擴(kuò)膜，獲得相互分離的半導(dǎo)體單元。本發(fā)明通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法使隱形切割的切割痕延長(zhǎng)，降低裂片后晶粒的相連的幾率，從而提高裂片良率；方法過(guò)程簡(jiǎn)單，降低了裂片的難度，有效縮短生產(chǎn)的時(shí)間，可以延長(zhǎng)激光壽命，并且有效地提高產(chǎn)能；可以降低激光切割道的深度，降低產(chǎn)品的漏電，保證后續(xù)背鍍等工藝不會(huì)造成襯底的開裂。


圖廣圖2顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法步驟I)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法步驟2)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4~圖5顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法步驟3)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法步驟4)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7~圖10顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體單元的分離方法步驟5)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
101半導(dǎo)體襯底
102N-GaN層
103量子阱層
104P-GaN層
105透明導(dǎo)電層
106N電極
107P 電極108貼膜109切割孔110裂痕111背鍍層112劈裂刀
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖f圖10。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明 本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù) 目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其 組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖f圖10所示，本實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體單元的分離方法，至少包括以下步 驟如圖f圖2所示，首先進(jìn)行步驟1)，提供一半導(dǎo)體襯底101，于所述半導(dǎo)體襯底 101的上表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體原件。如圖1所示，所述半導(dǎo)體襯底101為藍(lán)寶石襯底、GaAs襯底、GaP襯底、GaAsP襯 底、SiC襯底、Si襯底及SOI襯底的一種。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底101為藍(lán)寶石襯 底。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，并不限定為此處所列舉的類型，也可以是其它可預(yù)期的半導(dǎo) 體襯底101類型。如圖2所示，于所述半導(dǎo)體襯底101的上表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體 原件，所述半導(dǎo)體單元為發(fā)光二極管、激光二極管、M0S器件及雙極型器件的一種或其任意 組合。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體單元并不完全限定于此處列舉的半導(dǎo)體單元， 也可以是如IGBT、CM0S圖像傳感器等器件。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體單元為發(fā)光二極管。具體地，所述發(fā)光二極管的制備步 驟為步驟一，提供一藍(lán)寶石襯底，于所述藍(lán)寶石襯底表面依次形成N-GaN層102、量子 阱層103、P-GaN層104及透明導(dǎo)電層105 ；步驟二，定義出多個(gè)發(fā)光外延單元，并于刻蝕各該發(fā)光外延單元至所述N-GaN層 102形成N電極制備區(qū)域；步驟三，于所述透明導(dǎo)電層105上制備P電極107，并于所述N電極制備區(qū)域上制 電極106。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體單元也可以是其他預(yù)期的器件。如圖3所示，然后進(jìn)行步驟2)，將所述半導(dǎo)體原件粘附于一貼膜108上。所述貼膜108具有粘附性能好，破裂強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可以保證所述半導(dǎo)體原件中的各該半導(dǎo)體單元全部穩(wěn)定地粘附于其上，且不容易脫落。在本實(shí)施例中，所述貼膜108為包括紅膜、綠膜、藍(lán)膜、白膜或黃膜的PE泡棉膠帶。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，所述貼膜108也可以是黑膜或適合用于半導(dǎo)體粘附的其它類型的貼膜。如圖Γ圖5所示，接著進(jìn)行步驟3)，依據(jù)各該半導(dǎo)體單元從背面對(duì)所述半導(dǎo)體襯底101進(jìn)行隱形切割，以在所述半導(dǎo)體襯底101內(nèi)形成由多個(gè)切割孔109組成的切割陣列。具體地，依據(jù)各該半導(dǎo)體單元從背面對(duì)所述半導(dǎo)體襯底101發(fā)射激光脈沖，將激光聚光于所述半導(dǎo)體襯底101內(nèi)部，以在所述半導(dǎo)體襯底101內(nèi)形成由多個(gè)切割孔109組成的切割陣列，所述切割孔109為與各該半導(dǎo)體單元相對(duì)應(yīng)的變質(zhì)層結(jié)構(gòu)。所述變質(zhì)層為半導(dǎo)體襯底101內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化、結(jié)構(gòu)松弛或空腔。對(duì)于一般大功率的發(fā)光二極管，本步驟還包括在所述半導(dǎo)體襯底101背面制作背鍍層111的步驟，所述背鍍層111 一般為金屬層或/及介電層，作為發(fā)光器件的反射層，以提器件的發(fā)光效率。一般來(lái)說(shuō)，所述金屬層可以為Cu、Ag、Pt、Al、Au、Ti或其復(fù)合的金屬層，所述介電層可以為Si02、Ti3 O5等或其復(fù)合層，但不限定于此處所列舉的幾種，在實(shí)際的制作過(guò)程中，可根據(jù)需求選擇一切符合要求的金屬層及介電層。在本實(shí)施例中，可以采用功率較低的激光形成比現(xiàn)有的切割孔的長(zhǎng)度短的切割孔，可以增加激光的壽命，而且，可以減少后續(xù)背鍍等過(guò)程造成半導(dǎo)體襯底開裂的幾率，有效提聞良率。如圖6所示，接著進(jìn)行步驟4)，通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法在所述半導(dǎo)體襯底101中形成多個(gè)與各該切割孔109對(duì)應(yīng)延伸且穿透部分所述半導(dǎo)體襯底101的裂痕110。由于各該切割孔109為半導(dǎo)體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化、結(jié)構(gòu)松弛或空腔等缺陷，在聲波或震動(dòng)的作用下，會(huì)使該缺陷優(yōu)先延所述切割孔109所指向的兩端延伸，即垂直所述半導(dǎo)體襯底101上表面的方向延伸，通過(guò)控制震動(dòng)或聲波的能量及時(shí)間，最終形成穿透部分所述半導(dǎo)體襯底101的裂痕110。所述切痕的長(zhǎng)度為所述半導(dǎo)體襯底厚度的O. 3^0. 9倍，在本實(shí)施例中，所述切痕的長(zhǎng)度為所述半導(dǎo)體襯底厚度的O. 5^0. 8倍，在一具體實(shí)施例中，所述切痕的長(zhǎng)度為所述半導(dǎo)體襯底厚度的O. 7倍。需要說(shuō)明的是，所述聲波或震動(dòng)的頻率與所述裂痕110的延伸效果具有很大的相關(guān)性，適當(dāng)?shù)念l率可以有效的提聞裂痕110的延伸速度和裂痕110的質(zhì)量。本步驟可以降低后續(xù)裂片的難度，避免裂片后晶粒相連，增加劈裂刀的壽命。如10所示，最后進(jìn)行步驟5)，依據(jù)各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行裂片，然后對(duì)所述貼膜108進(jìn)行擴(kuò)膜，以使各該半導(dǎo)體單元分離。在本實(shí)施例中，采用劈裂刀劈裂的方法進(jìn)行裂片，具體地，將劈裂刀112對(duì)準(zhǔn)各該裂痕110進(jìn)行壓迫，使所述半導(dǎo)體襯底101于各該裂痕110處斷裂。然后采用擴(kuò)膜機(jī)對(duì)所述貼膜108進(jìn)行擴(kuò)膜處理，由于所述半導(dǎo)體襯底101于裂痕110處斷裂，故進(jìn)行擴(kuò)膜便可將各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行分離。最后在各該半導(dǎo)體單元分離后，去除所述貼膜108，便可獲得相互獨(dú)立的半導(dǎo)體單元。綜上所述，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體單元的分離方法，先于半導(dǎo)體襯底的上表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體原件；然后將所述半導(dǎo)體原件粘附于一貼膜；接著依據(jù)各該半導(dǎo)體單元對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行隱形切割，以在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成由多個(gè)切割孔組成的切割陣列；然后通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)與各該切割孔對(duì)應(yīng)延伸且穿透部分所述半導(dǎo)體襯底的裂痕；最后依據(jù)各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行裂片，然后進(jìn)行擴(kuò)膜，獲得相互分離的半導(dǎo)體單元。本發(fā)明通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法使隱形切割的切割痕延長(zhǎng)，降低裂片后晶粒的相連的幾率，從而提高裂片良率；方法過(guò)程簡(jiǎn)單，降低了裂片的難度，有效縮短生產(chǎn)的時(shí)間，可以延長(zhǎng)激光和劈裂刀的壽命，并且有效地提高產(chǎn)能；可以降低激光切割道的深度，保證后續(xù)背鍍等工藝不會(huì)造成襯底的開裂。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體單元的分離方法，其特征在于，至少包括以下步驟1)提供一半導(dǎo)體襯底，于所述半導(dǎo)體襯底的上表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體原件；2)將所述半導(dǎo)體原件粘附于一貼膜；3)依據(jù)各該半導(dǎo)體單元對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行隱形切割，以在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成由多個(gè)切割孔組成的切割陣列；4)通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)與各該切割孔對(duì)應(yīng)延伸且穿透部分所述半導(dǎo)體襯底的裂痕；5)依據(jù)各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行裂片，然后進(jìn)行擴(kuò)膜，獲得相互分離的半導(dǎo)體單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體單元的分離方法，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底為藍(lán)寶石襯底、GaAs襯底、GaP襯底、GaAsP襯底、SiC襯底、Si襯底及SOI襯底的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體單元的分離方法，其特征在于所述半導(dǎo)體單元為發(fā)光二極管、激光二極管、MOS器件及雙極型器件的一種或其任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體單元的分離方法，其特征在于所述貼膜為包括紅膜、綠膜、藍(lán)膜、白膜或黃膜的PE泡棉膠帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體單元的分離方法，其特征在于步驟3)還包括于所述半導(dǎo)體襯底背面制作背鍍層的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體單元的分離方法，其特征在于步驟5)中，采用劈裂刀劈裂的方法進(jìn)行裂片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體單元的分離方法，先于半導(dǎo)體襯底表面制作包括多個(gè)半導(dǎo)體單元的半導(dǎo)體原件；然后將所述半導(dǎo)體原件粘附于一貼膜；接著依據(jù)各該半導(dǎo)體單元對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行隱形切割，以形成由多個(gè)切割孔組成的切割陣列；然后通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)與各該切割孔對(duì)應(yīng)延伸且穿透部分所述半導(dǎo)體襯底的裂痕；最后依據(jù)各該半導(dǎo)體單元進(jìn)行裂片，然后進(jìn)行擴(kuò)膜，獲得相互分離的半導(dǎo)體單元。本發(fā)明通過(guò)聲波、震動(dòng)或其組合的方法使隱形切割的切割痕延長(zhǎng)，降低裂片后晶粒的相連的幾率，從而提高裂片良率；方法過(guò)程簡(jiǎn)單，降低了裂片的難度，有效縮短生產(chǎn)的時(shí)間，可以延長(zhǎng)激光和劈裂刀的壽命，并且有效地提高產(chǎn)能。
文檔編號(hào)B28D5/00GK103066018SQ20131000216
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者單立偉 申請(qǐng)人:合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司