CN102299105A

CN102299105A - 蓝宝石晶片的分割方法

Info

Publication number: CN102299105A
Application number: CN2011101593617A
Authority: CN
Inventors: 星野仁志
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2011-12-28
Also published as: JP2011243875A

Abstract

本发明提供蓝宝石晶片的分割方法，能够对形成有反射膜的蓝宝石晶片进行确切的分割加工。从蓝宝石晶片(1)的背面侧沿着分割预定线，向蓝宝石晶片(1)的内部会聚地照射透射过蓝宝石的波长的脉冲激光，在内部形成改质层(30)，之后，在蓝宝石晶片(1)的背面侧形成反射膜(31)，之后，对改质层(30)施加外力，由此沿着分割预定线分割蓝宝石晶片(1)。

Description

蓝宝石晶片的分割方法

技术领域

本发明涉及沿着分割预定线对在多个元件形成区域内分别形成有具有反射膜的发光器件的蓝宝石晶片进行分割的蓝宝石晶片的分割方法。

背景技术

作为使用蓝宝石晶片制造的发光器件，有在蓝宝石基板上层叠氮化镓(GaN)类等氮化物半导体而成的发光二极管(LED)等。这种发光器件分别形成在蓝宝石晶片的由分割预定线包围的元件形成区域内。沿着分割预定线对在元件形成区域内分别形成有发光器件的蓝宝石晶片进行分割，由此得到一个个发光器件。

然而，对于蓝宝石晶片而言，由于莫氏硬度高，所以，很难利用由切削刀具构成分割单元的切割装置进行分割。因此，尝试了使用脉冲激光线的分割方法。即，在该分割方法中，从蓝宝石晶片的一方的表面侧使聚光点对准于沿着分割预定线的内部，照射对于蓝宝石具有透射性的波长的脉冲激光线，在晶片内部沿着分割预定线连续形成改质层。然后，沿着因形成了改质层而强度下降的分割预定线，对蓝宝石晶片施加外力，由此将作为被加工物的蓝宝石晶片分割开(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特许第3408805号公报

作为使用蓝宝石晶片制造的发光器件，存在以下这样的发光器件：该发光器件为了反射从由半导体层形成的活性层发出的光而提高光的取出效率，在蓝宝石基板(蓝宝石晶片)的另一方的表面(与形成有半导体层的表面相反侧的表面)上层叠有反射膜。在将这种发光器件分割为一个个器件时，为了不损伤发光器件，需要从没有形成活性层的表面侧照射激光线，在蓝宝石晶片的内部形成改质层。但是，由于在与形成有活性层的表面相反的表面上形成了反射膜，因此存在如下问题：该反射膜妨碍激光线的照射，无法在蓝宝石晶片的内部确切地形成改质层。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够确切地对形成有反射膜的蓝宝石晶片进行分割加工的分割方法。

为了解决上述课题而达到目的，本发明提供一种蓝宝石晶片的分割方法，该分割方法沿着分割预定线对蓝宝石晶片进行分割，该蓝宝石晶片在正面的由该分割预定线划分出的区域中形成有多个发光器件，且在背面层叠有对该发光器件发出的光进行反射的反射膜，该分割方法的特征在于，包括以下工序：改质层形成工序，在该蓝宝石晶片上层叠该反射膜之前，从该蓝宝石晶片的背面侧沿着该分割预定线，使透射过蓝宝石的波长的脉冲激光会聚地照射到该蓝宝石晶片的内部，在该蓝宝石晶片的内部沿着该分割预定线形成改质层；层叠工序，在该改质层形成工序之后，在已沿着该分割预定线形成了该改质层后的该蓝宝石晶片的背面，层叠该反射膜；分割工序，在该层叠工序之后，对该改质层施加外力，由此沿着该分割预定线对该蓝宝石晶片和该反射膜进行分割。

根据本发明，能够对形成有反射膜的蓝宝石晶片进行确切的分割加工。因此，能够提高发光器件的制造成品率。

附图说明

图1是示出应用本发明实施方式的分割方法的蓝宝石晶片的结构例的立体图。

图2是示出本发明实施方式的蓝宝石晶片分割方法中的改质层形成工序的工序截面图。

图3是示出本发明实施方式的蓝宝石晶片的分割方法中的反射膜层叠工序的工序截面图。

图4是示出本发明实施方式的蓝宝石晶片分割方法中的分割工序的工序截面图。

图5是示出安装了利用本发明实施方式的分割方法分割的发光器件的状态的截面图。

标号说明

1：蓝宝石晶片；100：发光元件；100A：发光元件部；11：分割预定线；1A：蓝宝石基板；1a：正面；24：InGaN类活性层；27：p侧透明电极；29：n侧电极；30：改质层；31：反射膜；32：电介质多层膜；33：金属膜；40：扩展带。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施方式的蓝宝石晶片的分割方法进行说明。需要说明的是，附图只是示意性的说明，各层的厚度和厚度比率等与实际不同。此外，在本实施方式的蓝宝石晶片的分割方法中，将在蓝宝石晶片上形成半导体层、反射膜等而制成了作为发光器件的发光元件的状态的晶片作为分割对象。

这里，作为应用本实施方式的分割方法的蓝宝石晶片的一例，针对图1～图3所示的蓝宝石晶片1进行说明。如图1所示，该蓝宝石晶片1在其正面1a的由格子状的分割预定线11划分出的各个区域中分别形成了发光元件部100A。另外，从蓝宝石晶片1的正面1a侧观察时，分割预定线11为格子状的线，而在基于该分割预定线11进行分割后的情况下，成为图2和图3中用点划线表示的蓝宝石晶片1等的厚度方向的劈开预定面。

如图2所示，发光元件部100A构成为，在蓝宝石晶片1的正面(主面)1a侧，例如层叠有作为氮化镓(GaN)类化合物半导体的GaN、InGaN等氮化物半导体。

具体地说，在蓝宝石晶片1的正面1a侧，以外延生长的方式形成有GaN类缓冲层21，而且进一步依次层叠有n型GaN类高浓度层22、由n型GaN类物质构成的n型金属包层(clad)23、例如多重量子井结构的InGaN类活性层24、由p型GaN类物质构成的p型金属包层25以及由p型GaN类物质构成的接触层26。并且，n型GaN类高浓度层22露出于对正面侧的一部分进行适当的蚀刻而形成的凹部28的底部，在该露出的n型GaN类高浓度层22的正面形成有n侧电极29。此外，在由p型GaN类物质构成的接触层26的正面形成有p侧透明电极27。

下面说明用于将这种蓝宝石晶片1分割为各个发光元件100的分割方法。

(改质层形成工序)

如图2所示，使层叠有氮化物半导体的正面侧朝下，将蓝宝石晶片1载置并保持在未图示的公知的激光加工装置的卡盘台上。然后，针对蓝宝石晶片1的与正面1a相反侧的表面，沿着分割预定线11，使透射过蓝宝石的波长的脉冲激光L会聚地照射到蓝宝石晶片1的内部，在蓝宝石晶片1的内部形成改质层30。该改质层30是沿着所有分割预定线11在各个线上连续地形成的。

这里，所谓改质层30，是指在蓝宝石晶片内部，密度、折射率、机械强度及其他物理特性处于与周围不同的状态的区域。进一步具体而言，作为改质层30，可以列举出熔融处理区域、裂纹产生区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等、或者混合存在这些区域的区域。

另外，在该改质层形成工序中使用的脉冲激光L的条件如下所示。

○改质层形成条件

激光波长：1045nm

频率：100kHz

输出：0.3W

加工进给速度：400mm/秒

(层叠工序)

接着，如图3所示，在已通过上述改质层形成工序形成了改质层30的蓝宝石晶片1的与正面1a相反侧的表面上形成反射膜31。这里，作为反射膜31，从蓝宝石晶片1侧，依次层叠电介质多层膜(DBR：Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)32和例如由铝、金等构成的金属膜33，由此形成该反射膜31。这些反射性材料膜使用CVD装置、蒸镀装置以及溅射装置等来进行成膜。另外，在本实施方式中，作为反射膜31，使用了层叠电介质多层膜32和金属膜33这两层反射性材料膜而得到的反射膜，但也可以是形成有其中任意一种膜的结构，或者也可以是多层结构。

(分割工序)

接着，如图4所示，在通过上述层叠工序形成了反射膜31后的蓝宝石晶片1中的层叠有氮化物半导体的一侧的整个表面上，粘贴扩展带40。扩展带40由拉伸时发生扩展而变形的例如树脂制的带主体41和粘接层42构成。该扩展带40使用了具有比蓝宝石晶片1大的面积的薄片状的扩展带。

然后，在图4中箭头P所示的平面扩展方向上，强制地拉伸扩展带40而施加外力，由此，能够沿着形成了改质层30的分割预定线11将包含半导体层、反射膜等的蓝宝石晶片1分割开。如图4所示，蓝宝石晶片1被分割成各个发光元件100的蓝宝石基板1A。

另外，在图4和图5中，为了便于说明，在发光元件100中的劈开蓝宝石基板1A后的侧壁上，示出了改质层30，但改质层30实际上为十分微小的宽度，因此，在劈开后的侧壁上基本不会作为加工痕迹显现出来，不会降低发光元件100的性能。

如图5所示，对于在该实施方式中分割的发光元件100，能够将反射膜30侧粘接地安装到安装基板50上，由InGaN类活性层24产生的光朝向前方和后方照射。这里，朝向前方照射的光Lf透射过p侧透明电极27朝前方射出，朝后方照射的光Lb由反射膜31反射而透射过p侧透明电极27朝前方射出。

在本实施方式的蓝宝石晶片的分割方法中，是在形成反射膜31之前，向蓝宝石晶片1的内部会聚地照射脉冲激光L，在蓝宝石晶片1的内部形成改质层30，因此，能够确切地形成改质层，能够对之后形成反射膜31的蓝宝石晶片1进行确切的分割加工。由此，能够将制成了发光元件部100A的蓝宝石晶片1可靠地分割为一个个发光元件100，能够提高发光元件100的制造中的成品率。

(其他实施方式)

以上，针对本发明的实施方式进行了说明，不过，构成上述实施方式所公开的一部分的论述和附图不对本发明进行限定。根据该公开，本领域技术人员显然能够想到各种替代的实施方式、实施例和应用技术。

例如，在上述实施方式中，针对在蓝宝石晶片1的正面1a层叠了作为氮化镓(GaN)类化合物半导体的GaN、InGaN等氮化物半导体、并在蓝宝石晶片1的与正面1a相反侧的表面上形成有反射膜31的结构的发光元件，将本发明应用于这种结构的发光元件而进行了说明，不过，还可以应用于在蓝宝石晶片1上使用各种材料、各种结构制成的发光二极管、激光二极管等各种发光器件。

此外，在上述实施方式中，在分割工序中，在蓝宝石晶片1的层叠有氮化物半导体的一侧的正面粘贴扩展带40，不过，当然也可以在反射膜31上粘贴扩展胶40而进行分割。

此外，在上述实施方式中，在分割工序中通过强制地拉伸扩展带40来对蓝宝石晶片1施加外力而进行分割，不过，也可以在蓝宝石晶片1上使用辊子而作用载荷来进行分割。

此外，在上述实施方式中，沿着所有的分割预定线11在各个线上连续地形成了改质层30，不过，也可以在能够进行直线分割的范围内间歇地形成改质层30。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的蓝宝石晶片的分割方法在发光器件的制造中是有用的，尤其能够应用于发光二极管、激光二极管等发光器件的制造技术中。

Claims

1.一种蓝宝石晶片的分割方法，该分割方法沿着分割预定线对蓝宝石晶片进行分割，该蓝宝石晶片在正面的由该分割预定线划分出的区域中形成有多个发光器件，且在背面层叠有对所述发光器件发出的光进行反射的反射膜，该分割方法的特征在于，包括以下工序：

改质层形成工序，在该蓝宝石晶片上层叠该反射膜之前，从该蓝宝石晶片的背面侧沿着该分割预定线，使透射过蓝宝石的波长的脉冲激光会聚地照射到该蓝宝石晶片的内部，在该蓝宝石晶片的内部沿着该分割预定线形成改质层；

层叠工序，在该改质层形成工序之后，在已沿着该分割预定线形成了该改质层后的该蓝宝石晶片的背面，层叠该反射膜；

分割工序，在该层叠工序之后，对该改质层施加外力，由此沿着该分割预定线对该蓝宝石晶片和该反射膜进行分割。