摘 要：在裂片工藝是LED芯片制程中的重要環(huán)節(jié)，劈裂的好壞不僅對(duì)制程良率有很大影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)晶粒的光電性產(chǎn)生較大影響。本文針對(duì)4英寸GaN基底的小尺寸芯片，分析了劈裂不良對(duì)芯片光電性的影響，并提出了一種有效提升產(chǎn)品劈裂良率的裂片方法，從而保證產(chǎn)品的可靠性。

關(guān)鍵詞：小尺寸LED芯片；劈裂方式；可靠性

中圖分類號(hào)：TN312.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2018）05-0040-02

A Breaking Mode for Effectively Improving the Reliability

of the Small Size LED Chip

ZHOU Ting1，MA Jieyuan2，ZHANG Zhen2

（1.Beilin District of Xi’an Creative Industry Development Co.，Ltd.，Xi’an 710068，China；

2.Xi’an BIO-pharmaceutical Incubator Co.，Ltd.，Xi’an 710077，China）

Abstract：The break is an important part of the LED chip process. The quality of the break not only has a great influence on the process yield，but also has a great influence on the photoelectric properties of the chip. Based on the small size chip of 4-inch GaN substrate，this paper analyzed the influence of breaking defects on the photoelectric properties of the chip，and proposed a breaking mode to effectively improve the breaking yield of the product，so as to ensure the reliability of the product.

Keywords：small size LED chip；breaking mode；reliability

0 引 言

隨著LED行業(yè)的快速發(fā)展，大、小尺寸芯片的市場(chǎng)需求逐漸增加，4寸或者更大尺寸的基底逐漸成為LED廠商的主要選擇。然而大尺寸基底在生產(chǎn)小尺寸芯片的過程中，裂片工藝會(huì)遇到較大的阻礙，發(fā)生雙胞、亂裂和斜劈等不良情況的比例明顯高于大尺寸芯片。裂片是LED芯片制程中的重要環(huán)節(jié)，劈裂的好壞不僅對(duì)制程良率有很大影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)晶粒的光電性產(chǎn)生較大的影響[1]。本文針對(duì)4英寸GaN基底的小尺寸芯片，提出了一種有效提升產(chǎn)品劈裂良率的裂片方式，從而保證了產(chǎn)品的可靠性。

1 異?，F(xiàn)象及原因分析

1.1 異常現(xiàn)象

在實(shí)際生產(chǎn)4英寸GaN基底1030mil芯片時(shí)，發(fā)現(xiàn)其全點(diǎn)測(cè)過程中，相鄰兩顆晶粒的亮度LOP差值明顯，如圖1所示，COB全點(diǎn)測(cè)mapping圖中LOP呈條狀，X方向相鄰晶粒間LOP差異明顯。

1.2 原因分析

取LOP差異明顯的相鄰兩顆晶粒，在金相顯微鏡下觀察其外觀，發(fā)現(xiàn)晶粒X方向的斷面不規(guī)則，斜劈嚴(yán)重，如圖2所示，從而影響了晶粒側(cè)面出光量，導(dǎo)致相鄰兩顆晶粒的LOP產(chǎn)生較大差異。從圖2中可看出激光切割的切深一致，故判定此異常為劈裂所致。

LED制程中，對(duì)于4寸片小尺寸晶粒，其劈裂方式一般為先劈裂B面（X方向）的單數(shù)刀，然后劈裂B面（X方向）的雙數(shù)刀，最后連續(xù)劈裂A面（Y方向）。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，1030mil晶粒用此方法劈裂時(shí)，B面由于刀數(shù)過多會(huì)產(chǎn)生較大的擠壓力量，從而使其他區(qū)域晶粒的水平位置發(fā)生變化，呈“微笑”狀（如圖3所示，正常的黑色切割線和紅色的劈刀線是重合的）；而“微笑”的水平會(huì)導(dǎo)致劈裂時(shí)的斜劈、雙胞等問題，“微笑”越大，斜劈越嚴(yán)重，進(jìn)而影響晶粒的外觀和亮度。

2 改進(jìn)的裂片方式

2.1 劈裂方式改進(jìn)

在wafer的研磨厚度及激光切割深度不變的情況下，為了減少劈裂時(shí)的斜劈、雙胞、亂裂等情況，本文針對(duì)小size設(shè)計(jì)了一種高階混合劈裂模式。該模式將B面（X方向）的雙數(shù)刀分為8個(gè)小區(qū)域進(jìn)行劈裂，8個(gè)小區(qū)域按照斷點(diǎn)深淺來區(qū)分；然后根據(jù)擠壓變形的影響量，確定各區(qū)域的劈裂順序。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)與小批量測(cè)試，最終確定的裂片區(qū)域順序?yàn)?→1→2→3→8→5→6→7，如圖4所示。

2.2 結(jié)果比對(duì)

1030wafer的劈裂參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化后，斜劈狀況明顯改善，測(cè)得的X軸方向相鄰兩顆晶粒的LOP差值明顯減少，與大size（3030、3535等）的X軸方向相鄰晶粒的LOP差值狀況基本一致，如圖5（a）、圖5（b）所示，從改善前LOP的差異最大差異5mW優(yōu)化到改善后的2mW。

3 結(jié) 論

對(duì)于4英寸GaN基底的小尺寸LED芯片，劈裂的質(zhì)量對(duì)芯片的可靠性影響較大。本文對(duì)1030mil芯片的劈裂問題進(jìn)行了深入分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用給出了小size wafer的

最優(yōu)劈裂方式，有效降低了劈裂不良導(dǎo)致的產(chǎn)品LOP和外觀良率損失，從而提高了LED制造工藝中裂片的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 袁飛.LED制造工藝中激光切割裂片可靠性的研究[C].第三屆電工產(chǎn)品可靠性與電接觸國際會(huì)議，2009：434-437.

作者簡介：周婷（1986.11-），女，漢族，陜西榆林人，中級(jí)工程師，碩士。研究方向：電子信息。