半导体元件及其切割方法技术

本发明专利技术公开一种半导体元件及其切割方法。切割方法包括下列步骤。以激光切割形成于基板上的发光层，以形成沟槽于发光层的表面。以刀具切割基板，以形成切割线于基板的背面，切割线与沟槽位于劈裂线上。沿着劈裂线劈开基板以及发光层，以形成断面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体元件，且特别是涉及一种提高切割良率的。
技术介绍
传统的发光二极管的切割方式有钻石切割与激光切割两种方式。钻石刀切割于发光二极管芯片的基板背面以钻石刀切割出一道深度数微米的沟槽，再于发光二极管芯片正面对准划线处的沟槽以刀片劈裂，以形成发光二极管管芯。此外，若以激光切割方式取代钻石刀进行划线程序，因激光划线所划出的沟槽具有高深宽比，因此劈裂后的发光二极管管芯其外观较钻石刀切割方式为佳，又因激光切割方式无钻石刀损耗的问题，因此发光二极管管芯的制造成本较低。另外，中国台湾专利公开第200826316号「半导体光电元件及其切割方法」中，通过合并激光切割与钻石刀切割来去除半导体光电元件管芯上的焦黑区域并减少钻石刀的损耗，但由于钻石刀的尖端不易维持尖锐状，无法完全集中应力并依照预定的方向断裂，造成管芯的崩角或乱裂的现象，使得管芯的外观不佳，工艺的良率降低。由于管芯的切割分离已属于发光二极管的后段工艺，因此若是因为切割工艺的品质不良而造成产品的报废，前段工艺等耗时又昂贵的生产成本将付诸流水，所以管芯的切割对于发光二极管等半导体元件的制造具有关键的重要性。
技术实现思路
本专利技术有关于一种，分别在半导体元件的基板的正面及背面刻划出由激光切割所形成的沟槽以及由刀具切割所形成的切割线，避免劈裂时无应力集中尖点而容易发生管芯崩角或乱裂的情形。根据本专利技术的一方面，提出一种切割方法，包括下列步骤。以激光切割形成于基板上的发光层，以形成沟槽于发光层的表面。以刀具切割基板，以形成切割线于基板的背面，切割线与沟槽位于劈裂线上。沿着劈裂线劈开基板以及发光层，以形成断面。根据本专利技术的另一方面，提出一种半导体元件，其包括发光层以及基板。发光层配置于基板上，发光层以激光切割后的表面为粗糙面，基板以刀具切割后的表面为倾斜面。粗糙面与倾斜面连接至劈裂时所形成的断面。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图I绘示依照实施例的半导体元件的切割方法的流程图。图2A及图2B绘示依照实施例的半导体元件的切割方法的剖面图。图3绘示依照实施例的半导体元件的剖面示意图。附图标记说明10 :激光I2 :劈刀20 :半导体元件100 :基板102 :正面104 :背面 106 :沟槽108 :切割线110:发光层IlOa:表面111:电极层112 :P 型电极113 :N 型电极114:粗糙面115:断面116:倾斜面A :顶端B :劈裂线H:总厚度具体实施例方式本实施例的，是以激光切割方式切割出一道深度数微米的沟槽，其位置对应于由刀具切割所形成的切割线所在的位置上。由于激光形成的沟槽具有高深宽比，因此劈裂时有应力集中尖端(即激光切割尖端)，不易发生崩角或乱裂的情形。以下以发光二极管的类的半导体元件来介绍其切割方法，发光二极管例如为白光或蓝光发光二极管，其采用的基板例如为氧化招的蓝宝石基板(sapphire substrate)。切割的刀具例如为质地坚硬的钻石刀，刀具具有尖端。但在本实施例中，刀具的尖端越尖锐，越容易产生磨耗，反而增加半导体元件的制造成本。因此，本实施例以激光切割所形成的高深宽比的沟槽来产生应力尖端，而非以刀具的尖端为劈裂时的参考点。因此刀具的尖端是否尖锐，将不至于大幅影响劈裂后管芯的良率。请参考图I、图2A及图2B，其中图I绘示依照实施例的切割方法的流程图，图2A及图2B绘示依照实施例的半导体元件的切割方法的剖面图。在图I中，步骤SlO是以激光10切割形成于基板100上的发光层110，以形成沟槽106于发光层110的表面110a。步骤S20以刀具(图未绘示)切割基板100，以形成切割线108于基板100的背面104，切割线108与沟槽106位于劈裂线B上，如图2A所示。步骤S30沿着劈裂线B劈开基板100以及发光层110，以形成断面115，如图2B所示。请参考图2A及图3,其中图3绘示依照实施例的半导体元件的剖面示意图。半导体元件20包括基板100以及发光层110。基板100具有正面102以及背面104。发光层110配置于基板100的正面102，且发光层110上设有电极层111。发光层110的材料可为III-V 族化合物的半导体材料，例如为 GaN、GaP、InP、InGaAlN, InGaAlP, InGaAlAs、GaAlPAs或其组合。此外，发光层110亦可以其他光电半导体材料所取代，以形成光电半导体元件。电极层111包括P型电极112以及N型电极113。当P型电极112与N型电极113之间存在有电压差时，发光层110中的电流可以轻易地从P型电极112流向N型电极113，以使发光层110致电而发光。在实施例中，当半导体元件20为倒装形态的管芯时，发光层110以基板100的背面104作为主发光面，而发光层110所发出的大部分光线均可穿透基板100，不易被电极层111遮蔽而损失光量。此外，在步骤SlO中，发光层110以激光10切割出一道深度数微米的沟槽106。在步骤S20中，基板100以刀具切割出一道深度数微米的切割线108。步骤SlO可在步骤S20之前、之后或同时进行，其顺序可依照实际的需求调整。在实施例中，沟槽106的切割深度小于等于发光层110的厚度。切割线108的切割深度小于基板100的厚度，例如小于基板100的半厚度，使得切割后的总深度仍小于基板100及发光层110的总厚度H，以避免在切割过程中发生断裂。另外，沟槽106的切割深度可小于或大于切割线108的切割深度，可依照实际的需求调整。在图3中，由于发光层110以激光10切割后的表面为粗糙面114，可阻挡部分光线，避免漏光，并使大部分光线可由基板100的背面104 (主发光面)射出，进而提高光取出效率。相对于传统以激光切割基板的背面，容易在背面(主发光面)的周边形成焦黑的环状激光痕，阻挡发光层发出的光线，进而影响光取出效率。因此，本实施例的半导体元件20可增加发光层110在侧面的反射率，并提高背面104(主发光面)的出光率。此外，在步骤S20中，刀具切割所形成的切割线108具有凹口，例如为V型凹口。凹口的侧壁为双斜面，其顶端A为刀具的尖端所形成。因此，基板100以刀具切割后的表面为倾斜面116。请参考图2B，基板100以及发光层110例如以劈刀12沿着劈裂线B向下施力。由于沟槽106的底部为应力集中尖端(激光切割尖端)，劈裂线B将会沿着沟槽106的底部以最短的距离到达凹口的顶端A，因此劈开后的半导体元件20不易发生崩角或乱裂的情形，而是呈现完整且依照预定的方向断裂的断面115于垂直面上，如图2B所示。此外，在图3中，断面115的上方连接以激光10切割所形成的沟槽106，而断面115的下方连接以刀具切割所形成的切割线108(凹口的顶端A)，因此，可改善切割后半导体元件20的外观，提闻切割的良率。此外，凹口的倾斜面116位于基板100的周围，且相对于基板100的背面104(主发光面)倾斜角度，可将部分出射的光线以较大的角度向外折射，进而增加发光层110的出光角度。本专利技术上述实施例所披露的，分别在半导体元件的基板的正面及背面刻划出由激光切割所形成的沟槽以及由刀具切割所形成的切割线。沟槽的位置对应于切割本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：翁健森，余威征，林耀辉，何孝恆，
申请(专利权)人：隆达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：