本實(shí)用新型屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及將硅基LED晶圓分割成獨(dú)立晶顆時(shí)的激光處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，硅材料具有良好的導(dǎo)熱性、易加工等特點(diǎn)被作LED晶圓的永久襯底材料，越來越受LED行業(yè)所青睞。LED發(fā)光層的生長(zhǎng)受晶格位錯(cuò)、應(yīng)力等限制，還不能直接在硅基板上生長(zhǎng)LED發(fā)光層。目前LED發(fā)光層主要在GaAs或藍(lán)寶石基板上生長(zhǎng)后，將GaAs或藍(lán)寶石基板去除，再利用金屬鍵合技術(shù)將LED發(fā)光層轉(zhuǎn)移到硅基板上。
在完成LED發(fā)光層轉(zhuǎn)移的LED晶圓中，制作各種尺寸的圖案，利用切割技術(shù)將LED晶圓切分成若干晶顆（chip），但是由于存在金屬鍵合層，不能直接用刀片切割的方式來切分，須用激光微加工的方式來切割。目前工業(yè)化程度高，成本相對(duì)低，穩(wěn)定性相對(duì)較好的單光束納秒級(jí)脈寬微加工方式，但納秒級(jí)激光作用于硅于硅基LED晶圓的加工機(jī)理主要以光熱方式為主，特別是激光切割深度在30μm以上，在切割內(nèi)形成殘留熱熔噴賤物交聯(lián)效應(yīng)，不利于后續(xù)的LED晶圓分離，須采用激光束沿切割道來回兩次或多次切割加工，以消除殘留熱熔噴賤物，但這種方式會(huì)降低整體加工效率，要達(dá)到同樣的產(chǎn)出數(shù)量，需要增加前期設(shè)備投入，增加企業(yè)生產(chǎn)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有單光束納秒級(jí)激光加工模式對(duì)LED晶圓來回兩次或多次切割加工造成加工效率低的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種LED晶圓激光裝置。
本實(shí)用新型包括激光發(fā)射器、第一反光鏡、第一擴(kuò)束鏡、第一聚焦鏡和第一保護(hù)鏡；特點(diǎn)是：在所述激光發(fā)射器為一組，在激光發(fā)射器的出光線上設(shè)置將一束光分為兩束光的分光鏡；在分光鏡的一束出光線上設(shè)置第一反光鏡，在第一反光鏡的反射光線上設(shè)置第一擴(kuò)束鏡，在第一擴(kuò)束鏡的出光線上設(shè)置第一聚焦鏡，在第一聚焦鏡的出光線上設(shè)置第一保護(hù)鏡；在分光鏡的另一束出光線上設(shè)置第二反光鏡，在第二反光鏡的反射光線上設(shè)置第三反光鏡，在第三反光鏡的反射光線上設(shè)置第二擴(kuò)束鏡，在第二擴(kuò)束鏡的出光線上設(shè)置第二聚焦鏡，在第二聚焦鏡的出光線上設(shè)置第二保護(hù)鏡。
本實(shí)用新型在激光光路中增加一組分光鏡將單束光分解成為具有垂直和水平極化方向兩組分別單獨(dú)的激光束，利用分光鏡組雙折射原理，產(chǎn)生與入射光相位差為λ/4(π/2，90°)或λ/2(π，180°)的光束。將分出的兩束光分別經(jīng)反光鏡、擴(kuò)束鏡、聚焦鏡、保護(hù)鏡，使兩束光斑相距5mm以內(nèi)，并最終聚焦后同時(shí)到達(dá)待加工LED晶圓表面切割線預(yù)留位置，LED晶圓只須移動(dòng)一次，即可達(dá)到兩次加工的目的，達(dá)到納秒級(jí)脈寬的激光束對(duì)硅基材料的加工速度，本裝置大大提升了切割加工效率。本實(shí)用新型中激光發(fā)射器的選擇依據(jù)被加工材料特性和光學(xué)特性和加工要求可選用相應(yīng)波長(zhǎng)、頻率、功率與加工速度。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本裝置設(shè)有一組激光發(fā)射器200，在激光發(fā)射器200的出光線201上設(shè)置將一束光201分為兩束相互垂直的光（一束光在垂直方向，另一束光線在水平極化方向）的分光鏡202。
在分光鏡202的一束出光線上設(shè)置第一反光鏡203，在第一反光鏡203的反射光線上設(shè)置第一擴(kuò)束鏡204，在第一擴(kuò)束鏡204的出光線上設(shè)置第一聚焦鏡205，在第一聚焦鏡205的出光線上設(shè)置第一保護(hù)鏡206。
在分光鏡202的另一束出光線上設(shè)置第二反光鏡207，在第二反光鏡207的反射光線上設(shè)置第三反光鏡208，在第三反光鏡208的反射光線上設(shè)置第二擴(kuò)束鏡209，在第二擴(kuò)束鏡209的出光線上設(shè)置第二聚焦鏡210，在第二聚焦鏡210的出光線上設(shè)置第二保護(hù)鏡211。
以上激光發(fā)射器200優(yōu)選固體準(zhǔn)分子激光器，其工作波長(zhǎng)195～1064nm，頻率20～120KHZ，功率1～20W，焦點(diǎn)1～1000mm，加工速度50～500mm/s。
使用時(shí)，將已外延生長(zhǎng)了n-GaAs緩沖層、n-GaInP腐蝕停層、n-GaAs歐姆接觸層、n-AlGaInP下限制層、MQW有源區(qū)、p-AlGaInP上限制層、p-GaP電流擴(kuò)展層、p-GaP歐姆接觸層的硅基LED晶圓背面貼白膜，然后置于激光劃線機(jī)中，對(duì)LED晶圓正面進(jìn)行激光劃片，激光劃片后連同白膜一起進(jìn)行清洗。清洗完成后，將LED晶圓正面再貼附一層白膜，將此晶圓置于裂片機(jī)工作臺(tái)的工作區(qū)域，采用以上裝置將硅基LED晶圓300分割成獨(dú)立若干晶顆。