一種led用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法
【專利摘要】一種LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，包括以下步驟（1）將研磨工件擦拭干凈；（2）將雙面膜背面貼在研磨工件上；（3）將待減薄砷化鎵襯底研磨面朝上貼在雙面膜正面；（4）將貼好砷化鎵襯底的研磨工件加熱；（5）在研磨工件上放置無塵紙以保護襯底表面，加壓；（6）停止加壓后，對砷化鎵襯底進行減薄作業(yè)；（7）減薄作業(yè)完畢并清洗干凈后，加熱研磨工件至雙面膜無粘性；（8）取下砷化鎵襯底，清洗去除砷化鎵襯底正面的殘留粘著物。該方法原材料消耗少，步驟簡單，操作簡便，防止了有機蠟加熱貼片時對環(huán)境所造成的蠟蒸汽污染，避免了蠟蒸汽對作業(yè)員工的危害，可有效減少襯底碎裂，提高襯底減薄厚度的均勻性和產(chǎn)品良率，襯底減薄后易清洗。
【專利說明】
一種LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，屬于襯底減薄技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，紅光LED的主流襯底材料仍為砷化鎵襯底，主要因其在m-V族化合物半導體材料中是生產(chǎn)工藝最為成熟、應用最為廣泛的材料，在微電子材料中僅次于硅，是目前制作半導體發(fā)光器件、光電探測器件的基礎材料。砷化鎵材料在光電子器件中的優(yōu)點主要表現(xiàn)為:直接躍迀型能帶結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換效率高；電子迀移率高;抗輻射性能好;溫度系數(shù)小，可在較高溫度下正常工作;在空氣或水蒸氣中能穩(wěn)定存在;常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于鹽酸;與紅、橙、黃光LED外延層具有良好的晶格匹配，可大大提高外延層質(zhì)量，降低位錯密度，從而提高器件的使用壽命和光電參數(shù)。
[0003]在LED發(fā)光器件領域，砷化鎵襯底材料雖然展現(xiàn)出了諸多優(yōu)點，但在生產(chǎn)和使用過程中也存在一些缺點，如資源稀缺、價格昂貴，易對環(huán)境造成污染，襯底生產(chǎn)技術要求較高，機械強度較低等。因砷化鎵襯底較低的機械強度導致其在LED管芯生產(chǎn)過程中易碎裂，尤其在管芯生產(chǎn)后期經(jīng)襯底減薄處理后，加之各生產(chǎn)工藝過程中對襯底材料積累的內(nèi)應力和機械損傷，極易發(fā)生碎裂。碎裂的LED芯片輕則影響后續(xù)生產(chǎn)效率和成品率，重則無法繼續(xù)使用而直接報廢，即增加了產(chǎn)品成本，又因?qū)Νh(huán)境有污染而無法得到有效處理，雖然高質(zhì)量的砷化鎵襯底材料在一定程度上降低了LED芯片生產(chǎn)過程中的裂片率和損失，但價格也相對較高，不利于降低產(chǎn)品成本。因此，降低砷化鎵基LED芯片襯底減薄工藝中的裂片率是保證后續(xù)正常生產(chǎn)、降低后續(xù)產(chǎn)品裂片率和提高產(chǎn)品良率的基礎，而貼片質(zhì)量無疑是影響減薄工藝中裂片率和芯片質(zhì)量的關鍵因素。
[0004]目前紅光LED襯底減薄工藝中主要采用固體蠟熔化、凝固的方法將外延片粘附在研磨工件表面后進行襯底減薄，該種減薄貼片方法又分為兩種，一種為直接通過蠟將外延片貼在研磨盤上進行研磨，但因研磨盤和外延片之間蠟層間隙小，故對外延片表面質(zhì)量要求較高，如外延片表面帶有顆粒物或翹曲度高則會直接導致貼片碎裂、裂紋、電極損傷、減薄厚度不均勻等，并且減薄完畢后，外延片不易從研磨工件上取下;第二種為在外延片和蠟層之間加入厚度相對均勻的蠟紙，蠟紙的使用可有效改善外延片因表面狀況不佳導致裂片、減薄完不易取下的缺點，同時對電極也起到了保護作用，但因蠟層和蠟紙厚度均勻性無法精確控制而導致外延片減薄后最終厚度均勻性較差，厚度波動范圍一般在幾微米至幾十微米，且貼片易產(chǎn)生氣泡而使襯底在減薄后產(chǎn)生裂紋，影響產(chǎn)品最終質(zhì)量和良率。
[0005]中國專利文獻CN103489755A公開的《一種在襯底減薄工藝中的粘片方法》，所用材料不但包含光刻膠、PMGI層、高溫蠟、低溫蠟、減薄片托、玻璃片多種材料消耗，且工序較多，操作復雜，既增加了原料成本，又增加了人力成本，不利于提高產(chǎn)品效益，目前在LED襯底減薄工藝中已逐漸被淘汰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有LED用砷化鎵襯底減薄工藝中貼片技術存在的缺點和不足，提供一種簡單易行、提高產(chǎn)品良率的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法。
[0007]本發(fā)明的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，包括如下步驟:
[0008](I)用蘸有無水乙醇的無塵紙將研磨工件擦拭干凈；
[0009]所述無水乙醇為分析純(純度彡99.7%)o
[00?0] 所述研磨工件為圓形，直徑15cm_30cm，厚度偏差不大于5μηι。
[0011](2)將雙面膜背面平整貼在研磨工件上所要貼片的一面；
[0012]所述雙面膜在100-200°C下穩(wěn)定無變形。
[0013]所述雙面膜分為正面和背面，正面用于粘附砷化鎵襯底，100-200°C下正面粘性趨于零，背面用于將砷化鎵襯底牢牢粘附在研磨工件上，背面粘性在100-200°C下性質(zhì)穩(wěn)定。
[0014]所述雙面膜要求為圓形、方形或其它形狀時要求大小必須能覆蓋研磨工件尺寸且超出工件的部分需切除，厚度均勻性好，厚度偏差不大于I Oym。
[0015](3)將待減薄砷化鎵襯底研磨面朝上均勻貼在雙面膜正面，按壓砷化鎵襯底，使其粘附在雙面膜上；
[0016]所述砷化嫁襯底厚度250μηι-650μηι，直徑5cm_16cm。
[0017](4)將貼好砷化鎵襯底的研磨工件加熱至100-200°C，按壓砷化鎵襯底10-60秒；
[0018](5)在研磨工件上放置無塵紙以保護襯底表面，在壓力0.1-1.0MPa下加壓1-5分鐘；
[0019](6)停止加壓后，去除無塵紙，對砷化鎵襯底進行減薄作業(yè)；
[0020](7)減薄作業(yè)完畢并清洗干凈后，加熱研磨工件至雙面膜無粘性；
[0021 ]加熱研磨工件的溫度是100-200°C。
[0022](8)取下砷化鎵襯底，清洗去除砷化鎵襯底正面的殘留粘著物。
[0023]將砷化鎵襯底置于花籃中，將花籃依次置于丙酮和無水乙醇溶液中分別清洗3-8分鐘。
[0024]本發(fā)明原材料消耗少，步驟簡單，操作簡便，替代了有機蠟貼片，防止了有機蠟加熱貼片時對環(huán)境所造成的蠟蒸汽污染，避免了蠟蒸汽對作業(yè)員工的危害，可有效減少襯底碎裂，提高襯底減薄厚度的均勻性和產(chǎn)品良率，襯底減薄后易清洗，同時避免了清洗去蠟試劑的消耗，降低了產(chǎn)品成本。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法的過程示意圖。
[0026]其中，1、壓片設備，2、雙面膜，3、研磨工件，4、砷化鎵襯底，5、無塵紙，6、壓力。
【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0028](I)用蘸有無水乙醇的無塵紙5或無塵布將研磨工件3擦拭干凈，要求研磨工件3表面肉眼觀察潔凈、無任何異物。
[0029]無水乙醇為分析純，純度彡99.7%。研磨工件為圓形，直徑15-30cm，材質(zhì)可為陶瓷、不銹鋼或玻璃等，各處的厚度偏差不大于5μπι。
[0030](2)將雙面膜2的背面平整貼在研磨工件3上所要貼片的一面，要求無氣泡或氣孔產(chǎn)生。
[0031]雙面膜要求耐熱性好，基材在100-200°C內(nèi)穩(wěn)定無變形。雙面膜分為正面和背面，正面用于粘附砷化鎵襯底，100-200°C下正面粘性趨于零，以有利于將減薄后的砷化鎵襯底夾起;背面用于將砷化鎵襯底牢牢粘附在研磨工件上，背面粘性在100-200°C下性質(zhì)穩(wěn)定。
[0032]雙面膜2要求為圓形，方形或其他形狀時要求大小必須能覆蓋研磨工件尺寸且超出工件的部分需切除。雙面膜為圓形時，直徑可為與研磨工件一致的15-30cm，厚度均勻性好，厚度偏差不大于ΙΟμπι。
[0033](3)將待減薄砷化鎵襯底4的研磨面朝上均勻貼在雙面膜2的正面，按壓砷化鎵襯底4，使其粘附在雙面膜2上。研磨工件3上的貼片數(shù)量根據(jù)研磨工件3尺寸、砷化鎵襯底4尺寸和實際需求而定。所述砷化鎵襯底厚度250-650μπι，直徑5-16cm。
[0034](4)將貼好砷化鎵襯底4的研磨工件3置于加熱器上加熱，加熱溫度100-200°C，然后輕壓砷化鎵襯底4，時間10-60秒。
[0035](5)將研磨工件3放置在壓片設備I上，在研磨工件3上放置無塵紙5以保護襯底表面，然后施加壓力6，壓力0.1-1.0MPa，加壓時間1_5分鐘。
[0036](6)停止加壓后去除無塵紙5，將研磨工件3置于減薄設備上對砷化鎵襯底4進行減薄作業(yè)。
[0037](7)減薄作業(yè)完畢刷洗干凈后，將研磨工件3放置在加熱臺上加熱，加熱溫度100-200 °C，用鑷子確認雙面膜2有無粘性，有粘性時繼續(xù)加熱，直至無粘性。
[0038](8)用鑷子將砷化鎵襯底4夾起置于花籃中。
[0039](9)將花籃依次置于丙酮和無水乙醇溶液中，分別清洗3-8分鐘，去除砷化鎵襯底4正面的殘留粘著物。丙酮為分析純，純度多99.5%。無水乙醇為分析純，純度多99.7%。
[0040]以下通過實施例對本發(fā)明LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法進行更詳細的說明。
[0041 ] 實施例1
[0042](I)用蘸有無水乙醇(分析純)的無塵紙將直徑為15cm的圓形陶瓷研磨工件3擦拭至要求，各處厚度偏差為0.4μηι。
[0043](2)將尺寸為15cm的圓形雙面膜2的背面平整地貼在研磨工件3的將要貼片的一面，無氣泡和氣孔產(chǎn)生。所用雙面膜基材在100°C (含)以下無變形，正面高溫粘性在100°C(含)以上為0，背面粘性在100°C (含)以下性質(zhì)穩(wěn)定，雙面膜厚度偏差1.2μπι。
[0044](3)將厚度為250μπι、直徑5cm(2英寸)的6片待減薄砷化鎵襯底4的研磨面朝上，均勻貼在雙面膜2的正面，按壓砷化鎵襯底4，使其粘附在雙面膜2上。
[0045](4)將貼好砷化鎵襯底4的研磨工件3置于加熱器上加熱，加熱溫度100°C，然后繼續(xù)輕壓砷化鎵襯底4，時間60秒。
[0046](5)將研磨工件3放置在壓片設備I上，在研磨工件上放置無塵紙5以保護襯底表面，然后施加壓力6，壓力0.IMPa，加壓時間5分鐘。
[0047](6)去除無塵紙5后將研磨工件3置于減薄設備上對砷化鎵襯底4進行減薄作業(yè)。
[0048](7)減薄作業(yè)完畢并刷洗干凈后，將研磨工件3放置在加熱臺上加熱，加熱溫度100°C，用鑷子確認雙面膜2無粘性時停止加熱。
[0049](8)用鑷子將砷化鎵襯底4夾起置于花籃中。
[0050](9)將花籃依次置于丙酮和無水乙醇溶液中分別清洗5分鐘。
[0051 ] 實施例2
[0052](I)用蘸有無水乙醇(分析純)的無塵紙將直徑為22.5的圓形不銹鋼研磨工件3擦拭干凈至要求，厚度偏差3.8μπι。
[0053](2)將尺寸為25.cm的方形雙面膜2背面平整貼在研磨工件3上將要貼片的一面，將超出研磨工件3邊緣的雙面膜切除。所用雙面膜基材在158°C (含)以下無變形，正面高溫粘性在146°(:(含)以上為0，背面粘性在160°(:(含)以下性質(zhì)穩(wěn)定，雙面膜厚度偏差5.仏111。
[0054](3)將厚度為462μπι、尺寸10.1cm(4英寸)的2片待減薄砷化鎵襯底4研磨面朝上貼在雙面膜2正面中心位置，按壓砷化鎵襯底4，使其粘附在雙面膜2上。
[0055](4)將貼好砷化鎵襯底4的研磨工件3置于加熱器上加熱，加熱溫度142°C，然后繼續(xù)輕壓砷化鎵襯底4，時間1秒。
[0056](5)將研磨工件3放置在壓片設備I上，在研磨工件上放置無塵紙5以保護襯底表面，然后施加壓力6，壓力0.41 MPa，加壓時間3分鐘。
[0057](6)去除無塵紙5后將研磨工件3置于減薄設備上對砷化鎵襯底4進行減薄作業(yè)。
[0058](7)減薄作業(yè)完畢并刷洗干凈后，將研磨工件3放置在加熱臺上加熱，加熱溫度150°C，用鑷子確認雙面膜2無粘性時停止加熱。
[0059 ] (8)用鑷子將砷化鎵襯底4夾起置于花籃中。
[0060](9)將花籃依次置于丙酮和無水乙醇溶液中分別清洗8分鐘和3分鐘。
[0061 ] 實施例3
[0062](I)用蘸有無水乙醇(分析純)的無塵紙將直徑為30cm的圓形玻璃研磨工件3擦拭干凈至要求，厚度偏差5μπι;
[0063](2)將尺寸為32cm的方形雙面膜2背面平整貼在研磨工件3上將要貼片的一面，將超出研磨工件3邊緣的雙面膜切除。所用雙面膜基材在200°C (含)以下無變形，正面高溫粘性在200°C (含)以上為O，背面粘性在200°C (含)以下性質(zhì)穩(wěn)定，雙面膜厚度偏差ΙΟμπι。
[0064](3)將厚度為650μπι、尺寸16cm的I片待減薄砷化鎵襯底4研磨面朝上均勻貼在雙面膜2正面，按壓砷化鎵襯底4，使其粘附在雙面膜2上。
[0065](4)將貼好砷化鎵襯底4的研磨工件3置于加熱器上加熱，加熱溫度200°C，然后繼續(xù)輕壓砷化鎵襯底4，時間43秒。
[0066](5)將研磨工件3放置在壓片設備I上，在研磨工件上放置無塵紙5以保護襯底表面，然后施加壓力6，壓力1.0MPa，加壓時間I分鐘。
[0067](6)去除無塵紙5后將研磨工件3置于減薄設備上對砷化鎵襯底4進行減薄作業(yè)。
[0068](7)減薄作業(yè)完畢并刷洗干凈后將研磨工件3放置在加熱臺上加熱，加熱溫度200°C，用鑷子確認雙面膜2無粘性時停止加熱。
[0069 ] (8)用鑷子將砷化鎵襯底4夾起置于花籃中。
[0070](9)將花籃依次置于丙酮和無水乙醇溶液中分別清洗3分鐘和8分鐘。
【主權項】
1.一種LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，其特征是:包括如下步驟: (1)用蘸有無水乙醇的無塵紙將研磨工件擦拭干凈； (2)將雙面膜背面平整貼在研磨工件上所要貼片的一面； (3)將待減薄砷化鎵襯底研磨面朝上均勻貼在雙面膜正面，按壓砷化鎵襯底，使其粘附在雙面膜上； (4)將貼好砷化鎵襯底的研磨工件加熱至100-200°C，按壓砷化鎵襯底10-60秒； (5)在研磨工件上放置無塵紙以保護襯底表面，在壓力0.1-1.0MPa下加壓1-5分鐘； (6)停止加壓后，去除無塵紙，對砷化鎵襯底進行減薄作業(yè)； (7)減薄作業(yè)完畢并清洗干凈后，加熱研磨工件至雙面膜無粘性； (8)取下砷化鎵襯底，清洗去除砷化鎵襯底正面的殘留粘著物。2.根據(jù)權利要求1所述的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，其特征是:所述步驟(I)中研磨工件為圓形，直徑15cm_30cm，厚度偏差不大于5μηι03.根據(jù)權利要求1所述的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，其特征是:所述步驟(2)中雙面膜能夠覆蓋研磨工件，且超出工件的部分需切除，厚度偏差不大于ΙΟμπι。4.根據(jù)權利要求1所述的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，其特征是:所述步驟⑶中砷化鎵襯底厚度250μηι-650μηι，直徑5cm_16cm05.根據(jù)權利要求1所述的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，其特征是:所述步驟(7)中加熱研磨工件的溫度是100-2000C。6.根據(jù)權利要求1所述的LED用砷化鎵襯底減薄工藝中的貼片方法，其特征是:所述步驟(8)中清洗去除砷化鎵襯底正面的殘留粘著物是將砷化鎵襯底置于花籃中，將花籃依次置于丙酮和無水乙醇溶液中分別清洗3-8分鐘。
【文檔編號】H01L33/00GK106098864SQ201610487724
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】胡夕倫, 陳康, 申加兵, 閆寶華, 劉琦
【申請人】山東浪潮華光光電子股份有限公司