LED蓝宝石基板与芯片背部减薄制程

目前在LED制程中,蓝宝石基板虽然遭到来自Si与GaN基板的挑衅,但是考虑到本钱与良率,蓝宝石在近两年内仍然具有优势,可以或许预见接下来蓝宝石基板的睁开偏向是大尺寸与图案化(PSS)。因为蓝宝石硬度仅次于钻石,因此对它停止减薄与外面平坦化加工非常艰难,在逐渐的探究中,业界构成为了一套大致相同的对付蓝宝石基板停止减薄与平坦化的工艺。

一、LED蓝宝石基板加工工艺

首先对付蓝宝石基板来说,它在成为一片合格的衬底之前大约阅历了从切割、粗磨、精磨、和抛光几道工序。以2英寸蓝宝石为例:

1. 切割:切割是从蓝宝石晶棒颠末过程线切割机切割成厚度在500um阁下的毛片。在这项制程中,金刚石线锯是最重要的耗材,目前重要来自日本、韩国与台湾地区。

2. 粗抛:切割之后的蓝宝石外面非常粗糙,必要停止粗抛以修复较深的刮伤,改良全体的平坦度。这一步重要采纳50~80um的B4C加Coolant停止研磨,研磨之后外面粗糙度Ra大约在1um阁下。

3. 精抛:接下来是较精细的加工,因为间接相干到末了制品的良率与品格。目前模范化的2英寸蓝宝石基板的厚度为430um,因此精抛的总去除量约在30um阁下。考虑到移除率与末了的外面粗糙度Ra,这一步重要以多晶钻石液共同树脂锡盘以Lapping的办法停止加工。

大多数蓝宝石基板厂家为了追求稳固性,多采纳日本的研磨机台和原厂的多晶钻石液。但是跟着本钱压力纳高和国内耗材水准的晋升,目前国内的耗材产品已经可以或许或许替代原厂产品,而且显著低落本钱。

说到多晶钻石液不妨多说两句,对付多晶钻石液的微粉部分,一样平常请求颗粒度要会合,形貌要规整,如许可以或许或许供给持久的切削力且外面刮伤比较均匀。国内可以或许或许临盆多晶钻石微粉的厂家有本国瑞升和四川久远,而国瑞升同时可以或许或许自己临盆钻石液,因此在品格与本钱上具有较大优势。美国的Diamond Innovation最近推出了“类多晶钻石” ,实际是对通俗单晶钻石的一种改良,虽然比较坚固的布局能供给较高的切削力,但是同时也更容易构成较深的刮伤。

4. 抛光:多晶钻石虽然构成的刮伤显著小于单晶钻石,但是仍然会在蓝宝石外面留下显著的刮伤,因此还会颠末一道CMP抛光,去除统统的刮伤,留下完善的外面。CMP工艺原本是针对矽基板停止平坦化加工的一种工艺,如今对蓝宝石基板同样适用。颠末CMP抛光工艺的蓝宝石基板在颠末层层检测,到达合格准的产品就可以或许或许交给内在厂停止磊晶了。

二、芯片的背部减薄制程

磊晶之后的蓝宝石基板就成为了内在片,内在片在颠末蚀刻、蒸镀、电极制作、掩护层制作等一系列复杂的半导体系体例程之后,还必要切割成一粒粒的芯片,根据芯片的大小,一片2英寸的内在片可以或许切割成为数千至上万个CHIP。前文讲到此时内在片的厚度在430um附近,因为蓝宝石的硬度和脆性,通俗切割工艺难以对其停止加工。目前普遍的工艺是将内在片从430um减薄至100um附近,然后再应用镭射停止切割。

1. Grinding制程:

对内在片以Lapping的办法虽然加工品格较好,但是移除率太低,最高也只能到达3um/min阁下,如果全程应用Lapping的话,仅此加工就需耗时约2h,光阴本钱过高。目前的解决办法是在Lapping之前加入Grinding的制程,颠末过程钻石砂轮与减薄机的共同离开达疾速减薄的目标。

2. Lapping制程

减薄之后再应用6um阁下的多晶钻石液共同树脂铜盘,既能到达较高的移除率,又能修复Grinding制程留下的较深刮伤。一样平常来说切割过程中发生裂片都是因为Grinding制程中较深的刮伤没有去除,因此此时对钻石液的请求也比较高。

除了裂片之外,有些芯片厂家为了增长芯片的亮度,在Lapping的制程之后还会在内在片背面镀铜,此时对Lapping之后的外面提出了更高的请求。虽然有些刮伤不会引起裂片,但是会影响背镀的效果。此时可以或许或许采纳3um多晶钻石液或许更小的细微性来停止Lapping制程,以到达更好的外面品格。

文章供给:国瑞升
 

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