刻划半导体设备的晶片制造技术

本发明专利技术的实施例含有一种用于分离含有生长衬底和多个设备的晶片的方法，该多个设备形成于该生长衬底上并且布置在由至少一个划道分隔的多行中。该晶片含有该多个设备形成于其上的前侧，以及是生长衬底的表面的背侧。该方法含有在前侧上刻划与划道对齐的第一刻划线，在背侧上刻划与划道对齐的第二刻划线，以及在背侧上刻划与划道对齐的第三刻划线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于刻划（scribe）形成于透明衬底上的半导体发光设备的晶片的技术。
技术介绍
含有发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)以及边发射激光器的半导体发光设备属于当前可用的最有效率光源。在能够在可见光谱各处操作的高亮度发光设备的生产中，当前引起兴趣的材料系统含有III-V族半导体，特别是镓、铝、铟与氮的二元、三元和四元合金，也称为III族氮化物材料。典型地，III族氮化物发光设备通过利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技术，在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物或其它合适的衬底上外延生长不同组分和掺杂剂浓度的半导体层的叠层而制造。该叠层经常含有在衬底之上形成的用例如Si掺杂的一个或多个n型层、在该n型层或多个n型层之上形成的有源区中的一个或多个发光层，以及在该有源区之上形成的用例如Mg掺杂的一个或多个p型层。电气接触在n型和p型区上形成。单独的设备或设备的组经常通过沿着设备的行之间的划道（street）刻划和折断（break）晶片而从晶片上分离。图1图示在US2011/0132885中更加详细地描述的刻划晶片的方法，其被认为是双侧刻划。在图1中，LED 406由划道408分隔。摄像机430和434在晶片的前侧和背侧使用以相对于划道408对齐刻划线。US2011/0132885的第45段教导：“根据此方法，第一浅背侧刻划423可以通过在晶片402的背侧405上的消融而形成……然后第二前侧刻划427可以通过将激光束422内部地聚焦在晶片402的衬底404内并且造成内部的晶体损害，而从晶片402的前侧403形成（例如隐形(stealth)或准隐形刻划）。”。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供用于刻划半导体发光设备的晶片的技术。本专利技术的实施例含有一种用于分离含有生长衬底和多个设备的晶片的方法，该多个设备形成于该生长衬底上并且布置在由至少一个划道分隔的多行中。该晶片含有该多个设备形成于其上的前侧以及是该生长衬底的表面的背侧。该方法含有在该前侧上刻划与划道对齐的第一刻划线，在该背侧上刻划与该划道对齐的第二刻划线，以及在该背侧上刻划与该划道对齐的第三刻划线。本专利技术的实施例含有一种用于分离含有生长衬底和多个设备的晶片的方法，该多个设备形成于该生长衬底上并且布置在由至少一个划道分隔的多行中。该晶片含有该多个设备形成于其上的前侧以及是该生长衬底的表面的背侧。该方法含有在该前侧上刻划与划道对齐的第一刻划线，并且在该背侧上刻划与该划道对齐的第二刻划线。该生长衬底具有大于100微米的厚度。该划道具有小于50微米的宽度。本专利技术的实施例含有一种用于分离含有生长衬底和多个设备的晶片的方法，该多个设备形成于该生长衬底上并且布置在由至少一个划道分隔的多行中。该晶片具有该多个设备形成于其上的前侧以及是该生长衬底的表面的背侧。该方法含有刻划与划道对齐的第一刻划线，并且刻划与该划道对齐的第二刻划线。该第一和第二刻划线两者都在该晶片的相同侧上形成。附图说明图1图示用于半导体设备的晶片的现有技术的刻划技术。图2图示III族氮化物LED的一个例子。图3图示刻划设备的晶片。具体实施方式在图示于图1的技术中，在晶片的前侧和背侧形成浅的刻划线。因为刻划线是浅的，所以可以以可接受良率利用此技术被刻划和折断的衬底的厚度是受限的。例如蓝宝石的典型衬底材料的硬度加剧了此问题。例如，在图1中图示的技术可以用于刻划和折断具有小于90μm厚的生长衬底的设备。在一些发光设备中，期望留下贴附于发光设备的厚生长衬底，例如以将在生长衬底上形成的波长转换层或其它结构与设备的发光层间隔开。本专利技术的实施例指向用于刻划和折断具有厚生长衬底的发光设备的晶片的技术。尽管在下面的例子中，半导体发光设备是发射蓝色或UV光的III族氮化物LED，但是可以使用除LED之外的半导体发光设备例如激光二极管以及由比如其它III-V族材料、III族磷化物、III族砷化物、II-VI族材料、ZnO或基于Si的材料的其它材料系统制成的半导体发光设备。图2图示可以用于本专利技术的实施例的III族氮化物LED。可以使用任何合适的半导体发光设备并且本专利技术的实施例不限制于在图2中图示的设备。如在本领域中已知的，图2的设备通过在生长衬底10上生长III族氮化物半导体结构12而形成。生长衬底经常是蓝宝石，但是其可以是任何合适的衬底，比如，举例而言，SiC、Si、GaN或复合衬底。III族氮化物半导体结构在其上生长的生长衬底的表面可以在生长之前图案化、粗糙化或纹理化，这可以提高从设备的光提取。半导体结构12含有夹于n型区和p型区之间的发光区或有源区。n型区16可以首先生长并且可以含有不同组分和掺杂剂浓度的多个层，该多个层含有例如准备层和设备层，准备层比如是缓冲层或成核层，其可以是n型或不故意掺杂的，并且设备层是不故意掺杂的、n型或甚至p型的，设备层是针对使发光区有效率地发射光而期望的特别光学、材料或电学性质而设计的。发光区或有源区18在n型区之上生长。合适的发光区的例子含有单一的厚或薄的发光层，或含有由势垒层分隔的多个薄或厚的发光层的多个量子阱发光区。然后p型区20可以在发光区之上生长。类似n型区，p型区可以含有不同组分、厚度和掺杂剂浓度的多个层，其含有不故意掺杂的层或n型层。在生长之后，p接触在p型区的表面上形成。p接触21经常含有例如反射金属和保护金属的多个传导层，该保护金属可以阻止或减少反射金属的电迁移。反射金属经常是银，但是任何合适的一种或多种材料可被使用。在形成p接触21之后，p接触21、p型区20和有源区18的一部分被移除以暴露n型区16的一部分，在其上形成n接触22。n接触22和p接触21通过间隙25而彼此电气地隔离，该间隙可以利用例如硅的氧化物的电介质或任何其它合适材料填充。可以形成多个n接触过孔；n接触22和p接触21不限于在图2中图示的布置。如在本领域中已知的，n接触和p接触可以重新分布以形成具有电介质/金属叠层的焊盘（bond pad）。为了形成与LED的电气连接，一个或多个互连26和28在n接触22和p接触21上形成或者电气连接到n接触22和p接触21。在图2中，互连26电气连接到n接触22。互连28电气连接到p接触21。互连26和28与n接触22和p接触21电气隔离，并且通过介电层24和间隙27彼此电气隔离。互连26和28可以是例如焊料、凸点、金层或任何其它合适的结构。如在下面描述的，许多单独的LED在单个晶片上形成，然后通过刻划和折断从晶片上切割。生长衬底在刻划和折断之前经常被减薄(thinned)。生长衬底可以通过任何合适的技术减薄，该技术含有蚀刻或者例如磨削、抛光或研磨的机械技术。在减薄之后，生长衬底10可以是在一些实施例中至少100μm厚，在一些实施例中至少180μm厚，在一些实施例中至少200μm厚，在一些实施例中不超过360μm厚，在一些实施例中至少220μm厚，并且在一些实施例中不超过260μm厚。在减薄之后，与生长表面相反的该生长衬底的表面（即在倒装芯片配置中通过其提取大部分光的表面）可以图案化、粗糙化或纹理化，这可以提高从设备的光提取。如在下面描述的，在图2中图示的设备通过在晶片上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离包含生长衬底和多个设备的晶片的方法，所述多个设备形成于所述生长衬底上并且布置在由至少一个划道分隔的至少两行中，所述晶片包含所述多个设备形成于其上的前侧和包含所述生长衬底的表面的背侧，所述方法包含：在所述前侧上，刻划与来自所述至少一个划道的第一划道对齐的第一刻划线；在所述背侧上，刻划与所述第一划道对齐的第二刻划线；以及在所述背侧上，刻划与所述第一划道对齐的第三刻划线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.29 US 61/8968421. 一种用于分离包含生长衬底和多个设备的晶片的方法，所述多个设备形成于所述生长衬底上并且布置在由至少一个划道分隔的至少两行中，所述晶片包含所述多个设备形成于其上的前侧和包含所述生长衬底的表面的背侧，所述方法包含：在所述前侧上，刻划与来自所述至少一个划道的第一划道对齐的第一刻划线；在所述背侧上，刻划与所述第一划道对齐的第二刻划线；以及在所述背侧上，刻划与所述第一划道对齐的第三刻划线。2. 根据权利要求1所述的方法，其中刻划第一刻划线包含消融刻划所述第一刻划线。3. 根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一划道包含在所述生长衬底上外延生长的材料；所述第一刻划线具有延伸入所述生长衬底中的深度；以及延伸入所述生长衬底中的所述深度至少是所述在所述生长衬底上外延生长的材料的厚度。4. 根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一划道包含在所述生长衬底上外延生长的材料；所述第一刻划线具有延伸入所述生长衬底中的深度；以及延伸入所述生长衬底的所述深度不超过所述在所述生长衬底上外延生长的材料的厚度的三倍。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述生长衬底具有大于200微米的厚度。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一划道具有小于50微米的宽度。7. 根据权利要求1所述的方法，其中：刻划第二刻划线包含在所述生长衬底内形成第一改性区；刻划第三刻划线包含在所述生长衬底内形成第二改性区；以及所述第一改性区与所述第二改性区位于所述生长衬底中的不同深度处。8. 根据权利要求7所述的方法，另外包含在所述背侧上刻划与所述第一划道对齐的第四刻划线，其中刻划第四刻划线包含在所述生长衬底内形成第三改性区，其中所述第三改性区与所述第一改性区和第二改性区位于所述生长衬底中的不同深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：SR佩达达，FL魏，E卡萨耶，R夏马，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL