一种LED芯片的制作方法及其制作设备与流程

发明涉及LED芯片制作领域，特别涉及一种LED芯片的制作方法及其制作设备。

背景技术：

发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是一种固态半导体器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域。LED的出光效率取决于内量子效率和光提取率，其中可以通过DBR镀膜提高反射出光，从而提高光提取率。

现有芯片流程包括:1.上蜡: 在热陶瓷盘上并涂布高温蜡,将芯片放至于陶瓷盘上,利用高压将片源压平；2.减薄: 利用钻石砂轮磨削减薄到晶粒需求厚度（650=>130um）；3.铜抛: 利用铜盘＋钻石粉将片源进行精准的减薄+粗抛光(130=>100um)；4.抛光: 因为要抛光面故使用1～3um 的抛光液体长时间的抛光；5.下蜡: 利用高温加热平台让蜡与芯片脱离；6.清洗: 利用去蜡液体及有机溶剂将蜡于芯片表面移除；7.DBR镀膜作业:将清洗作业后的片源放置在芯片盘上,推进DBR蒸镀机腔体内,进行反射层镀膜,完成后进行下片；8.薄片贴片： 将片源贴到蓝膜上；9.切割: 进行片源切割（正划/隐形切割）；10.裂片: 进行劈刀裂片；11.扩膜: 将晶粒扩开成固定间距。

现有因LED 蓝宝石晶圆尺寸越来越大造成蓝宝石成长GaN 产品后内部缺陷比例及内部应力大,造成外延缺陷及人员作业作业破片增高,造成晶粒断晶问题。

现有断晶发生原因为:

1.研磨中后破片、下蜡后硬力释放造成破片；

2.研磨下蜡后应力造成外延缺陷释放破片；

3.清洗作业（去蜡液体2次，ACE、IPA2次,冲水、吹干）造成破片；

4.人员作业取片作业、夹取片源传输震动造成边缘崩角暗裂；

5.DBR（分布布拉格反射层）镀膜上、下片，夹取、放置、震动造成破裂；

6.DBR镀膜过程中,加热升温造成芯片热膨胀破裂。

综上，在封装取晶固晶作业时如晶粒中存在以上原因产生缺陷问题,即会于取放作业中或封装成品作业后产生晶粒断裂问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种LED芯片的制作方法及其制作设备，降低晶粒断裂的概率。

本发明解决背景技术中的问题所采用的技术方案是：一种LED芯片的制作方法，用于LED芯片制程，至少包括步骤：

S1、提供一晶圆，晶圆包括P型层、活性层、N型层；

S2、晶圆通过粘合工艺固定到承载盘上；

S3、对承载盘上的晶圆进行薄化、抛光；

S4、对承载盘上的晶圆进行DBR镀膜；

S5、DBR镀膜后取出承载盘，对承载盘上的晶圆进行分离工艺，分离晶圆与承载盘；

S6、再将晶圆切割成芯粒。

在以上制作方法的基础上，也可以先对承载盘上的晶圆进行切割，而后下蜡，采用的技术方案是：一种LED芯片的制作方法，用于LED芯片制程，至少包括步骤：

S1、提供一晶圆，晶圆包括P型层、活性层、N型层；

S2、晶圆通过粘合工艺固定到承载盘上；

S3、对承载盘上的晶圆进行薄化、抛光；

S4、对承载盘上的晶圆进行DBR镀膜；

S5、DBR镀膜后取出承载盘，将承载盘上的晶圆切割成芯粒；

S6、对承载盘上的晶圆进行分离，分离晶圆与承载盘。

优选的，所述粘合工艺采用耐高温蜡或耐高温胶材将晶圆固定到承载盘上。

优选的，所述耐高温蜡或耐高温胶材熔点不小于DBR镀膜的最高温度。

优选的，所述承载盘为陶瓷盘、金属盘、SiO₂盘、Si盘或SiC盘中的一种，可以为透明、半透明或者不透明的材料。

优选的，所述DBR镀膜的温度不大于200℃。

优选的，所述DBR镀膜为溅镀式。

针对地，为了从硬件上满足以上本发明的制作方法，本发明提供了一种LED芯片的制作设备，用于对承载盘上的晶圆进行DBR镀膜，晶圆通过上蜡工艺固定在承载盘上，其特征在于，所述制作设备至少包括腔体、承载盘固定装置、DBR靶材、加热装置、抽真空装置，承载盘固定装置用于固定承载盘，DBR靶材和加热装置位于腔体内，工作时，抽真空装置对腔体进行抽真空。

优选的，所述承载盘固定装置与导轨连接，具备在导轨上移动的功能。

优选的，所述承载盘在DBR镀膜时，竖直放置或水平放置。

优选的，所述承载盘为陶瓷盘、金属盘、SiO₂盘、Si盘或SiC盘中的一种，承载盘可以为透明、半透明或者不透明的材料。

优选的，所述承载盘固定装置和DBR靶材至少各有两个。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括但不限于：

此种改善断晶制备方式,可以减少或者避免外延片内缺陷应力释放、减薄应力释放、人员作业夹片、DBR镀膜产生热效用等原因造成的相关破片,避免在封装端产生产品质量问题。本发明除了以上有益效果外，其他有益效果将在说明书中结合具体实施例逐一具体描述。

附图说明

图1为实施例1的制作设备的工作示意图；

图2为实施例1的制作设备的进料示意图；

图3为实施例2的制作设备的工作示意图；

图4为实施例2的制作设备的进料示意图；

图5为实施例2的承载盘示意图；

图6为实施例4的制作设备示意图。

图中标示：100、腔体；200、承载盘固定装置；210、承载盘；300、导轨；400、DBR靶材；500、加热装置；600，抽真空装置；610、管路；700、晶圆。

具体实施方式

下面结合示意图对本发明进行详细的描述，在进一步介绍本发明之前，应当理解，由于可以对特定的实施例进行改造，因此，本发明并不限于下述的特定实施例。还应当理解，由于本发明的范围只由所附权利要求限定，因此所采用的实施例只是介绍性的，而不是限制性的。除非另有说明，否则这里所用的所有技术和科学用语与本领域的普通技术人员所普遍理解的意义相同。

实施例1

参看图1和图2，本实施例先提供一种LED芯片制作设备，所述设备又称为DBR In-line（DBR在线），包括腔体100、承载盘固定装置200、导轨300、DBR靶材400、加热装置500、抽真空装置600。提供一承载盘210，承载盘210为陶瓷盘、金属盘、Si盘或SiC盘中的一种，承载盘210表面通过上蜡固定晶圆700，其中承载盘固定装置200与导轨300配合，用于固定承载盘210，通过承载盘固定装置200在导轨300上的移动，带动承载盘210进料和出料。工作时，DBR靶材400向承载盘210上的晶圆700沉积DBR薄膜，图1中的箭头方向代表DBR镀膜的方向，加热装置500采用加热灯丝，位于腔体100内部侧壁上。抽真空装置600为真空发生器，通过管路610抽取DBR腔体100内的气体，除去腔体内的杂气。本实施例的承载盘210为晶圆700向上的水平放置。

本实施例的芯片制作流程包括步骤：

S1、提供一晶圆700，晶圆700依次包括衬底、P型层、活性层、N型层，P型层上设置有P电极，N型层上设置有N电极；

S2、通过上蜡工艺将晶圆700非衬底的一面固定到承载盘210上，采用的蜡为耐高温蜡，熔点不小于DBR镀膜的作用到蜡上的最高温度，优选为130~200℃，本实施例采用熔点为180℃的蜡；

S3、结束上蜡工艺后开始研磨工艺，通过研磨砂轮对承载盘210上的晶圆700进行薄化，而后通过抛光机抛光晶圆700；

S4、完成研磨工艺后，对承载盘210上的晶圆700进行DBR镀膜，在晶圆700衬底上沉积DBR反射薄膜；沉积时，DBR腔体100内温度为120℃；

S5、完成DBR镀膜后取出承载盘210，对承载盘210上的晶圆700进行下蜡，通过加热溶解蜡，分离晶圆700与承载盘210；

S6、再将晶圆700切割成芯粒。

实施例2

参看图3~4，本实施例提供一种LED芯片制作设备，包括腔体100、承载盘固定装置200、导轨300、DBR靶材400、加热装置500和抽真空装置600。提供一承载盘210，承载盘210表面通过粘合工艺固定晶圆700，其中承载盘固定装置200与导轨300配合，用于固定承载盘210，通过承载盘固定装置200在导轨300上的移动，带动承载盘210进料和出料，本实施例承载盘210为Si盘，也可以是SiC盘。工作时，加热装置500将腔体100内的温度加热到120℃，除湿汽化腔体100内的水，抽真空装置600通过管路610将腔体100内的气体去除，而后DBR靶材400向承载盘210上的晶圆700溅镀DBR薄膜，图3中箭头的方向为DBR溅镀的方向。相比实施例1，本实施例制作设备的主要特点为承载盘210为晶圆700向上的竖直放置，采用Si盘相对陶瓷盘较为轻便，方便操作者使用。

本实施例芯片制作流程，包括步骤：

S1、提供一晶圆700，晶圆700依次包括衬底710、功能层720，功能层720包括：P型层、活性层、N型层，P型层上设置有P电极，N型层上设置有N电极；

S2、参看图5，通过粘合工艺将晶圆700非衬底的一面固定到承载盘210上，采用耐高温胶材220，熔点不小于DBR镀膜的作用到胶材220上的最高温度，熔点优选为130℃~200℃，本实施例采用熔点为180℃的胶材220；

S3、结束粘合工艺后开始研磨工艺，通过研磨砂轮对承载盘210上的晶圆700的衬底710进行薄化，而后通过抛光机抛光晶圆700的衬底710；

S4、完成研磨工艺后，在DBR In-line腔体100内对承载盘210上的晶圆700进行DBR镀膜，对腔体100加热到120℃除湿，去除腔体100气体后，可选择关闭加热装置500，在晶圆700衬底710上溅镀DBR反射薄膜；

S5、完成DBR镀膜后取出承载盘210，对承载盘210上的晶圆700进行分离工艺，通过加热溶解耐高温胶材220，分离晶圆700与承载盘210；

S6、再将晶圆700切割成芯粒。

本实施例的优势在于，溅镀时不需要加热，依靠惰性气体撞击DBR靶材400，在高速低温法，进行DBR镀膜，镀膜更加致密，DBR薄膜与衬底710的结合力更强，同时避免高温带来的诸如热应力断晶或者材料性质变化等问题，对承载盘210和晶圆700直接粘合的蜡具有保护作用。

参看下表，通过实验数据，对比本实施例与常规芯片制作方法，可以简单看出，本实施例大幅度地减少了断晶的异常。

实施例3

相比实施例1和2，本实施例主要在制作工艺上进行了改进，镀膜完成后不进行下蜡工艺，直接对承载盘210上的晶圆700进行切割，具体地，包括步骤：

S1、提供一晶圆700，晶圆700依次包括衬底710、P型层、活性层、N型层，P型层上设置有P电极，N型层上设置有N电极；

S2、通过粘合工艺将晶圆700非衬底的一面固定到承载盘210上，采用耐高温蜡或者耐高温胶材220，熔点不小于DBR镀膜的作用到耐高温蜡或者耐高温胶材220上的最高温度，优选为130~200℃，本实施例采用熔点为180℃的耐高温胶材220；

S3、结束粘合工艺后开始研磨工艺，通过研磨砂轮对承载盘210上的晶圆700进行薄化，而后通过抛光机抛光晶圆700；

S4、完成研磨工艺后，在DBR镀膜装置腔体100内对承载盘210上的晶圆700进行DBR镀膜，加热腔体100除湿，通过抽真空装置600从管路610去除腔体气体后，在晶圆700衬底710上溅镀DBR反射薄膜；

S5、DBR镀膜完成后，对承载盘210上的晶圆700进行隐形切割，即采用隐形激光划片机对承载盘210上的晶圆700进行隐形切割，承载盘的材料可以采用透明材料、半透明材料或者不透明材料，如透明材料以提高背光源的效果，比如采用玻璃或者SiO₂；

S6、完成切割后，对承载盘210上的晶圆700进行下蜡，通过加热溶解蜡，分离晶圆700与承载盘210，利用裂片机对晶圆700进行裂片。

实施例4

参看图6，本实施例与实施例2的区别在于，采用组合式腔体100，同时对多个承载盘210进行DBR镀膜，承载盘固定装置、DBR靶材至少可以有两对，本实施例为两个承载盘、两个承载盘固定装置和两个DBR靶材。以成倍提高工作效率。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种LED芯片的制作方法及其制作设备，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。