用于分割结晶材料的激光辅助方法与流程

技术特征：
1.一种结晶材料处理方法，包括：提供聚焦在基材的结晶材料的内部的激光发射，并进行所述激光和所述基材之间的相对横向移动，以形成具有第一表面下激光损坏图案的表面下激光损坏，所述第一表面下激光损坏图案包括第一多条基本上平行的线；以及在形成所述第一表面下激光损坏图案之后，提供聚焦在所述结晶材料的内部的激光发射，并进行所述激光和所述基材之间的相对横向移动，以形成具有第二表面下激光损坏图案的表面下激光损坏，所述第二表面下激光损坏图案包括第二多条基本上平行的线；其中所述第一表面下激光损坏图案在所述结晶材料的内部形成第一多个裂纹，所述第一多个裂纹从所述第一多条基本上平行的线中的线的横向向外扩展；其中所述第二表面下激光损坏图案在所述结晶材料的内部形成第二多个裂纹，所述第二多个裂纹从所述第二多条基本上平行的线中的线的横向向外扩展；其中所述第二多条基本上平行的线中的线散布在所述第一多条基本上平行的线中的线之间；并且其中所述第二多条基本上平行的线中的至少一些线不与所述第一多条基本上平行的线中的任何线交叉。2.根据权利要求1所述的结晶材料处理方法，其中，所述第二多条基本上平行的线中的每条线不与所述第一多条基本上平行的线中的任何线交叉。3.根据权利要求1或2所述的结晶材料处理方法，其中，所述第二多条基本上平行的线中的每条线布置在所述第一多条基本上平行的线中的不同对的相邻线之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述结晶材料包括六方晶体结构；并且所述第一多条基本上平行的线中的每条线和所述第二多条基本上平行的线中的每条线在垂直于所述六方晶体结构的方向的
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5度内并且基本上平行于所述基材的表面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一多条基本上平行的线中的至少一些相邻的线之间的间隔与所述第二多条基本上平行的线中的至少一些相邻线之间的间隔基本上相同。6.根据权利要求1至5中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括：在形成所述第一表面下激光损坏图案和所述第二表面下激光损坏图案之后，提供聚焦在所述结晶材料的内部的激光发射，并进行所述激光与所述基材之间的相对横向移动，以形成具有第三表面下激光损坏图案的表面下激光损坏，所述第三表面下激光损坏图案包括第三多条基本上平行的线；其中所述第三多条基本上平行的线中的至少一些线散布在所述第一多条基本上平行的线和所述第二多条基本上平行的线中的线之间。7.根据权利要求6所述的结晶材料处理方法，其中，所述第三多条基本上平行的线中的每条线布置在所述第一多条基本上平行的线中的一条线与所述第二多条基本上平行的线中的一条线之间。8.根据权利要求6或7中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述基材的内部内的所述激光发射的聚焦深度在第一、第二和第三表面下激光损坏图案中的至少两个之间相差
约2微米至约5微米范围内的距离。9.根据权利要求6或7中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述第二多个裂纹与所述第一多个裂纹不连接；并且所述第三表面下激光损坏图案在所述结晶材料的内部形成第三多个裂纹，所述第三多个裂纹从所述第三多条基本上平行的线中的线横向向外扩展，其中所述第三多个裂纹中的至少一些裂纹与所述第一多个裂纹中的至少一些裂纹以及与所述第二多个裂纹中的至少一些裂纹连接。10.根据权利要求6或7中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述第三多条基本上平行的线的每条线布置在所述第一多条基本上平行的线中的对应的线和所述第二多条基本上平行的线中的对应的线之间以形成三线组，使得第一、第二和第三表面下激光损坏图案组合形成多个三线组；并且对于所述多个三线组中的一个或多个三线组，所述三线组与至少一个相邻的三线组由组间间隔分隔，所述组间间隔超过所述一个或多个三线组中的任意两条相邻的线之间的间隔。11.根据权利要求6至10中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述结晶材料包括六方晶体结构；并且所述第一多条基本上平行的线的每条线、所述第二多条基本上平行的线的每条线、所述第三多条基本上平行的线的每条线与所述六方晶体结构的方向垂直偏离约1度至约5度范围内的角度。12.根据权利要求6至11中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一多条基本上平行的线中的至少一些线在所述结晶材料的内部内以与所述第二多条基本上平行的线中的至少一些线基本上相同的深度布置。13.根据权利要求1至6中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括：横跨所述基材的表面的至少一部分检测指示所述结晶材料的非均匀掺杂的条件的存在，所述非均匀掺杂包括至少一个第一掺杂区和至少一个第二掺杂区；并且响应于指示所述结晶材料的非均匀掺杂的所述条件的检测，在形成所述第一表面下激光损坏图案和所述第二表面下激光损坏图案期间，改变激光功率以在第一掺杂区中形成表面下激光损坏时以第一平均功率提供激光发射，并在第二掺杂区中形成表面下激光损坏时以第二平均功率提供激光发射。14.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括进行所述第一表面下激光损坏图案或所述第二表面下激光损坏图案中的至少一个的重复进程，包括提供聚焦在所述结晶材料的内部的激光发射，以形成与所述第一表面下激光损坏图案或所述第二表面下激光损坏图案中的至少一个对齐的重复表面下激光损坏图案，其中重复表面下损坏图案以与所述第一表面下激光损坏图案或所述第二表面下激光损坏图案中的至少一个不同的相对于所述结晶材料的表面的深度为中心。15.根据权利要求6至14中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括进行第一、第二或第三表面下激光损坏图案中的至少一个的重复进程，包括提供聚焦在所述结晶材料的内部的激光发射，以形成与第一、第二或第三表面下激光损坏图案中的至少一个对齐的重复表面下激光损坏图案，其中所述重复表面下损坏图案以与第一、第二或第三表面下激光
损坏图案中的至少一个不同的相对于所述结晶材料的表面的深度为中心。16.根据权利要求1至15中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括基本上沿着所述第一表面下激光损坏图案和所述第二表面下激光损坏图案中的至少一个或在所述第一表面下激光损坏图案和所述第二表面下激光损坏图案之间断裂所述结晶材料，以产生第一和第二结晶材料部分，所述第一和第二结晶材料部分相对于所述基材各自具有减小的厚度，但具有与所述基材基本上相同的长度和宽度。17.一种结晶材料处理方法，包括：提供聚焦在结晶材料的基材的内部内的激光发射，并且进行所述激光和所述基材之间的相对横向移动，以形成具有初始的表面下激光损坏图案的表面下激光损坏，所述初始的表面下激光损坏图案包括初始的多条基本上平行的线；以及提供聚焦在所述基材的内部内的激光发射，并且进行所述激光和所述基材之间的相对横向移动，以形成具有随后的表面下激光损坏图案的表面下激光损坏，所述随后的表面下激光损坏图案包括随后的多条基本上平行的线；其中所述初始的多条基本上平行的线中的线不平行于所述随后的多条基本上平行的线中的线；其中所述随后的多条基本上平行的线中的线的角度方向与所述初始的多条基本上平行的线中的线的角度方向的差异不超过10度；并且其中所述随后的多条基本上平行的线中的至少一些线不与所述初始的多条基本上平行的线中的任何线交叉。18.根据权利要求17所述的结晶材料处理方法，其中，所述随后的多条基本上平行的线中的每条线不与所述初始的多条基本上平行的线中的任何线交叉。19.根据权利要求17或18所述的结晶材料处理方法，其中，所述随后的多条基本上平行的线中的线散布在所述初始的多条基本上平行的线中的线之间。20.根据权利要求17或18中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述随后的多条基本上平行的线中的每条线布置在所述初始的多条基本上平行的线中的不同对的相邻线之间。21.根据权利要求17至20中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述结晶材料包括六方晶体结构，所述初始的多条基本上平行的线中的每条线和所述随后的多条基本上平行的线中的每条线在垂直于所述六方晶体结构的方向的
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5度内并且基本上平行于所述基材的表面。22.根据权利要求17所述的结晶材料处理方法，其中，所述随后的多条基本上平行的线中的一条或多条线与所述初始的多条基本上平行的线中的一条或多条线交叉。23.根据权利要求17所述的结晶材料处理方法，其中：所述初始的表面下激光损坏图案包括第一表面下激光损坏图案和第二表面下激光损坏图案，所述第一表面下激光损坏图案包括第一多条基本上平行的线，所述第二表面下激光损坏图案包括第二多条基本上平行的线；所述随后的激光损坏图案包括第三表面下激光损坏图案，所述第三表面下激光损坏图案包括第三多条基本上平行的线；并且所述第三多条基本上平行的线中的线散布在所述第一多条基本上平行的线和所述第
二多条基本上平行的线中的线之间，所述第三多条基本上平行的线中的每条线布置在所述第一多条基本上平行的线中的一条线与所述第二多条基本上平行的线中的一条线之间。24.根据权利要求23所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一多条基本上平行的线中的每条线与所述第二多条基本上平行的线中的最近线分离至少100微米。25.根据权利要求23或24中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述基材的内部之内的所述激光发射的聚焦深度在第一、第二和第三表面下激光损坏图案中的至少两个之间相差约2微米至约5微米范围内的距离。26.根据权利要求23至25中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述第一表面下激光损坏图案包括在所述结晶材料的内部中的第一多个裂纹，所述第一多个裂纹从所述第一多条基本上平行的线中的线横向向外扩展；所述第二表面下激光损坏图案包括在所述结晶材料的内部中的第二多个裂纹，所述第二多个裂纹从所述第二多条基本上平行的线中的线横向向外扩展，并且所述第二多个裂纹与所述第一多个裂纹不连接；并且所述第三表面下激光损坏图案包括在所述结晶材料的内部中的第三多个裂纹，所述第三多个裂纹从所述第三多条基本上平行的线中的线横向向外扩展，其中所述第三多个裂纹中的至少一些裂纹与所述第一多个裂纹中的至少一些裂纹以及与所述第二多个裂纹中的至少一些裂纹连接。27.根据权利要求23至26中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，在形成所述初始的表面下激光损坏图案和所述随后的表面下激光损坏图案期间，所述基材的内部之内的所述激光发射的聚焦深度基本相同。28.根据权利要求17至27中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括：横跨所述基材的表面的至少一部分检测指示所述结晶材料的非均匀掺杂的条件的存在，所述非均匀掺杂包括至少一个第一掺杂区和至少一个第二掺杂区；以及在形成所述初始的表面下激光损坏图案和所述随后的表面下激光损坏图案期间，响应于指示所述结晶材料的非均匀掺杂的条件的检测，改变激光功率以在第一掺杂区中形成表面下激光损坏时以第一平均功率提供激光发射，以及在第二掺杂区中形成表面下激光损坏时以第二平均功率提供激光发射。29.根据权利要求17至28中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述结晶材料包括单晶半导体材料。30.根据权利要求17至29中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括基本上沿着所述初始的表面下激光损坏图案和所述随后的表面下激光损坏图案中的至少一个或在所述初始的表面下激光损坏图案和所述随后的表面下激光损坏图案之间断裂所述结晶材料，以产生第一结晶材料部分和第二结晶材料部分，所述第一结晶材料部分和所述第二结晶材料部分各自具有相对于所述基材减小的厚度，但是具有与所述基材基本上相同的长度和宽度。31.根据权利要求30所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一结晶材料部分或所述第二结晶材料部分中的至少一个包括独立式晶片，所述独立式晶片配置用于在其上生长至少一个外延层。32.根据权利要求30所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一结晶材料部分或所述第
二结晶材料部分中的一个包括器件晶片，所述器件晶片包括生长于其上的至少一个外延层。33.一种用于处理结晶材料的方法，所述结晶材料包括相对于彼此不重叠的多个区域，所述方法包括：在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成第一多个表面下激光损坏区；在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成第二多个表面下激光损坏区，其中所述第一多个表面下激光损坏区中的至少一些表面下激光损坏区与所述第二多个表面下激光损坏区中的表面下激光损坏区不交叉，其中所述第一多个表面下激光损坏区包括第一多条基本上平行的线，并且所述第二多个表面下激光损坏区包括第二多条基本上平行的线；以及进行在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成所述第一多个表面下激光损坏区或所述第二多个表面下激光损坏区中的至少一个的重复进程，包括提供聚焦在所述结晶材料的内部的激光发射以形成与所述第一多个表面下激光损坏区或所述第二多个表面下激光损坏区中的至少一个对齐的重复表面下激光损坏区，其中所述重复表面下损坏区以与第一多个或第二多个激光损坏区中的至少一个不同的相对于所述结晶材料的表面的深度为中心。34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述第二多条基本上平行的线中的每条线与所述第一多条基本上平行的线中的任何线不交叉。35.根据权利要求33或34中任一项所述的方法，进一步包括：在形成所述第一多个表面下激光损坏区和第二表面下激光损坏区之后，在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成第三多个表面下激光损坏区，其中：所述第三多个表面下激光损坏区包括第三多条基本上平行的线；并且所述第三多条基本上平行的线中的至少一些线散布在所述第一多条基本上平行的线中的线和所述第二多条基本上平行的线中的线之间。36.根据权利要求35所述的方法，其中：所述第一多个表面下激光损坏区包括所述结晶材料的内部的第一多个裂纹，所述第一多个裂纹从所述第一多条基本上平行的线中的线横向向外扩展；并且所述第二多个表面下激光损坏区包括所述结晶材料的内部的第二多个裂纹，所述第二多个裂纹从所述第二多条基本上平行的线中的线横向向外扩展。37.根据权利要求33所述的方法，其中，进行在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成所述第一多个表面下激光损坏区或所述第二多个表面下激光损坏区的至少一个的重复进程包括：进行在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成所述第一多个表面下激光损坏区和所述第二多个表面下激光损坏区的重复进程。38.一种用于处理结晶材料的方法，所述结晶材料包括相对于彼此不重叠的多个区域，所述方法包括：在所述多个区域中的每个区域上依次形成第一多个表面下激光损坏区和第二多个表面下激光损坏区，以形成散布的表面下激光损坏区，其中所述第一多个表面下激光损坏区中的至少一些表面下激光损坏区不与所述第二多个表面下激光损坏区中的表面下激光损
坏区交叉；以及在形成所述第一多个表面下激光损坏区和所述第二多个表面下激光损坏区之后，在所述结晶材料的所述多个区域的每个区域中形成第三多个表面下激光损坏区；其中所述第三多个表面下激光损坏区包括第三多条基本上平行的线；并且其中所述第三多条基本上平行的线中的至少一些线散布在所述第一多条基本上平行的线中的线和所述第二多条基本上平行的线中的线之间。39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述第二多条基本上平行的线中的每条线布置在所述第一多条基本上平行的线中的不同对的相邻线之间。40.根据权利要求38或39中任一项所述的方法，其中，所述多个区域包括至少三个区域。41.一种结晶材料处理方法，包括：提供聚焦在结晶材料基材的内部之内的初始深度的激光发射，以及进行激光和所述基材之间的相对横向移动，以形成表面下激光损坏，所述表面下激光损坏具有基本以所述内部之内的所述初始深度为中心的初始的表面下激光损坏图案；以及提供聚焦在所述结晶材料的内部之内的随后的深度的激光发射，以及进行激光和所述基材之间的相对横向移动，以形成表面下激光损坏，所述表面下激光损坏具有基本上以所述内部之内的所述随后的深度为中心的随后的激光损坏图案，其中所述随后的深度不同于所述初始深度，所述随后的表面下激光损坏图案基本上与所述初始的表面下激光损坏图案对准，并且所述初始的表面下激光损坏图案的至少一部分表面下激光损坏的竖直范围与所述随后的表面下激光损坏图案的至少一部分表面下激光损坏的竖直范围重叠。42.根据权利要求41所述的结晶材料处理方法，其中，所述初始深度和所述随后的深度之间的差在约2微米至约5微米的范围内。43.根据权利要求41或42中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述结晶材料包括六方晶体结构，所述初始的表面下激光损坏图案包括初始的多条基本上平行的线；所述第二表面下激光损坏图案包括随后的多条基本上平行的线；并且所述初始的多条基本上平行的线中的每条线和所述随后的多条基本上平行的线中的每条线在垂直于所述六方晶体结构的方向的
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5度内且基本平行于所述基材的表面。44.根据权利要求41至43中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述随后的多条基本上平行的线中的线相对于所述初始的多条基本上平行的线中的线是非交叉的。45.根据权利要求41至44中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述随后的多条基本上平行的线中的一条或多条线与所述初始的多条基本上平行的线中的一条或多条线交叉。46.根据权利要求41至45中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述初始的表面下激光损坏图案和所述随后的激光损坏图案中的每一个包括第一表面下激光损坏图案和第二表面下激光损坏图案，所述第一表面下激光损坏图案包括第一多条基本上平行的线，以及所述第二表面下激光损坏图案包括第二多条基本上平行的线；并且
所述第一多条基本上平行的线中的线与所述第二多条基本上平行的线中的线不平行。47.根据权利要求41至46中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一多条基本上平行的线中的每条线与所述第二多条基本上平行的线中的最近的线分离至少100微米。48.根据权利要求41至47中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括：横跨所述基材的表面的至少一部分检测指示所述结晶材料的非均匀掺杂的条件的存在，所述非均匀掺杂包括至少一个第一掺杂区和至少一个第二掺杂区；并且在形成所述初始的表面下激光损坏图案和所述随后的表面下激光损坏图案期间，响应于指示所述结晶材料的非均匀掺杂的条件的检测，改变激光功率以在所述第一掺杂区中形成表面下激光损坏时以第一平均功率提供激光发射，并在所述第二掺杂区中形成表面下激光损坏时以第二平均功率提供激光发射。49.根据权利要求41至48中任一项所述的结晶材料处理方法，其中，所述结晶材料包括单晶半导体材料。50.根据权利要求41至49中任一项所述的结晶材料处理方法，其中：所述初始的表面下激光损坏图案包括初始的多条基本上平行的线；所述第二表面下激光损坏图案包括随后的多条基本上平行的线；所述初始的多条基本上平行的线中的线不平行于所述随后的多条基本上平行的线中的线；并且所述随后的多条基本上平行的线中的线与所述初始的多条基本上平行的线中的线分开不超过10度取向。51.根据权利要求41至50中任一项所述的结晶材料处理方法，进一步包括基本上沿着所述初始深度和所述随后的深度中的至少一个或在所述初始深度和所述随后的深度之间断裂所述结晶材料，以产生第一结晶材料部分和第二结晶材料部分，所述第一结晶材料部分和第二结晶材料部分中的每个相对于所述基材具有减小的厚度，但是具有与所述基材基本上相同的长度和宽度。52.根据权利要求51所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一结晶材料部分或所述第二结晶材料部分中的至少一个包括独立式晶片，所述独立式晶片配置为用于在其上生长至少一个外延层。53.根据权利要求51所述的结晶材料处理方法，其中，所述第一结晶材料部分或所述第二结晶材料部分中的一个包括器件晶片，所述器件晶片包括生长于其上的至少一个外延层。

技术总结
一种用于处理结晶基材以形成表面下激光损坏的多个图案的方法促进基材的随后的断裂，以产生厚度减小的第一和第二基材部分。多个表面下激光损坏图案的多组平行线可以彼此顺序散布，不同组的至少一些线彼此不交叉。某些实施方式包括具有彼此不平行的平行线组的多个表面下激光损坏图案，但每条线在垂直于基材的材料的六方晶体结构的<1120>方向的


技术研发人员：马修
受保护的技术使用者：克利公司
技术研发日：2019.12.27
技术公布日：2021/10/21