專利名稱：用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種半導體制程及新構造，特別是指一種用 于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程及新構造。
背景技術：
如圖l所示，習知發(fā)光二極管磊芯片IO會在作為電極的一金屬層11上，利用半導體制程制作一具有一定厚度的焊墊12,以避免在打線接合(wire bonding)的過程當中，在焊線13 接合于焊墊12上時，對磊芯片10產生過大的沖擊而破壞結構 及影響電性。由于現(xiàn)行的產業(yè)分工模式，會由一方于磊芯片IO上沉積 一作為上述金屬層11的金屬底材后，再交由另一方于金屬底 材上進行焊墊12制程，然而，磊芯片IO在經由運送、入庫保 存，再取出等過程后，其金屬底材的表面必然附著有或多或少 的有機污染物，以致影響了其后形成于金屬底材上的焊墊12 附著力。其次，焊墊12表面與焊線13接合處，亦容易因焊墊12表面 的粗糙度過大，而影響了其間的接合接著強度。以往電鍍制程 所制成的焊墊12具有表面粗糙度過大的問題，容易在接合時無 法與焊線13密合，以致影響了與焊線13之間的接合強度。發(fā)明內容本發(fā)明的目的，即在提供一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程。 于是，本發(fā)明用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程，主要包含下列 步驟(A)提供一磊芯片，該磊芯片表面上形成有一第一金屬層；(B) 對該第 一金屬層表面進行一增進界面結合力手段；(C) 于該第一金屬層表面以一金屬沉積手段形成一第二金屬層；及(D) 以微影蝕刻制程于該磊芯片該表面形成一焊墊。 其中，該增進界面結合力手段可以為(1) 清潔表面手段物理方式(例如以電漿處理、紗線或織物擦拭、 超細纖維紗線或織物擦拭)、化學方式(例如以高純度高揮發(fā)性溶劑異 丙醇、丙酮等浸泡或擄、拭，溶液以蝕刻液HC1/HN03等浸泡或擦拭)；(2) 表面粗糙化手段物理方式(例如以電漿、磨砂、噴砂、研磨 處理)或化學方式(例如置于腐蝕性氣體下或以腐蝕性液體，低濃度蝕 刻液HC1/HN03等浸泡或擦拭)；(3) 涂覆黏著層在界面間增加一導電黏著層，例如以鉻、鈦、鎳 導電性金屬或合金例如鈦鴒合金涂覆或沉積。而該金屬沉積手段可以為物理氣相沉積(例如蒸鍍或濺度)、化 學氣相沉積、電鍍或無電解電鍍沉積方式。以電漿為例，本發(fā)明藉由先對磊芯片的第 一 金屬層表面進行電漿 處理后，再于第一金屬層的表面沉積第二金屬層并以微影蝕刻制程成 型后形成焊墊，因此可確實改善焊墊與磊芯片之間的附著力。本發(fā)明又藉由導電黏著層夾于第一金屬層及第二金屬層之間，增 進第一金屬層及第二金屬層的界面結合力并且形成新的磊芯片及焊墊 構造。此外，更藉由控制電鍍條件以改善焊墊表面粗糙度過大的問題， 使電鍍沉積的晶粒較為致密平坦，藉以改善焊墊表面粗糙度過大導致 接合時無法與焊線密合的問題。


圖l是習知發(fā)光二極管磊芯片藉焊墊與焊線接合的一示意圖； 圖2是本發(fā)明第 一較佳實施例的焊墊制程的 一側視示意圖； 圖3是本發(fā)明第一較佳實施例的焊墊制程的一側視示意圖； 圖4是本發(fā)明第 一較佳實施例的焊墊制程的 一側視示意圖；圖5是本發(fā)明第一較佳實施例的焊墊制程的一側視示意圖； 圖6是本發(fā)明第二較佳實施例的焊墊制程的 一側視示意圖； 圖7是本發(fā)明第二較佳實施例的焊墊制程的 一側視示意圖； 圖8是本發(fā)明第二較佳實施例的坪墊制程的一側視示意圖； 圖9是本發(fā)明第二較佳實施例的悍墊制程的 一側;現(xiàn)示意圖； 圖10是本發(fā)明第三較佳實施例的焊墊制程的一側視示意圖； 圖11是本發(fā)明第四較佳實施例的焊墊制程的一側視示意圖； 圖12是本發(fā)明的一新磊芯片及焊墊構造一側視示意圖； 圖13是本發(fā)明第五較佳實施例的另一新磊芯片及焊墊構造一側視 示意圖；圖14是本發(fā)明第六較佳實施例的另 一新磊芯片及焊墊構造一側視 示意圖。圖號說明2磊芯片20基板21蟲晶層22第一金屬層23第二金屬層24光阻屏蔽25焊墊26第一光阻屏蔽27焊墊28第二光阻屏蔽31祐著層32電鍍核種層El露出表面S表面Sl第一表面S2第二表面S3第三表面具體實施方式
有關本發(fā)明的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參 考圖式的六個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。在本發(fā)明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的組件是以相同的編號來表示。本發(fā)明用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程的第一較佳實施例，首先，如圖2所示，提供一磊芯片2，磊芯片2包含一基板20、 一形成 于基板20上的磊晶層21,以及一形成于磊晶層21的一表面S上的第 一金屬層22。由于第一金屬層22的表面通常具有經由運送、入庫保存，取出等 過程而附著于其上的有機污染物。本發(fā)明即先利用一增進界面結合力 手段加以處理該第一金屬層22的一第一表面Sl,以增進將來界面間的 結合力。該增進界面結合力手段可以為一清潔表面手段物理方式(例 如以電漿處理、紗線或織物擦拭、超細纖維紗線或織物擦拭)、化學 方式(例如以高純度高揮發(fā)性溶劑異丙醇、丙酮等浸泡或擦拭，或以 溶液例如蝕刻液HC1/HN03等浸泡或擦拭)，將位于該第一金屬層22的 該第一表面S1進行清潔；或利用一表面粗糙化手段物理方式(例如 以電漿、磨砂、噴砂、研磨處理)或化學方式(例如置于腐蝕性氣體下 或以腐蝕性液體，低濃度蝕刻液HC1/HN03等浸泡或擦拭)，將位于該 笫一金屬層22的該第一表面Sl進行粗糙化；亦或涂覆或沉積一黏著 層31，例如在界面間增加一導電黏著層，以鉻、鈦、鎳導電性金屬或 合金例如鈦鵠合金涂覆，將位于該第一金屬層22的該第一表面Sl先 覆以翁著層，此部分將于第三實施例詳細說明。其中，電漿或蝕刻液 具有同時清潔及粗糙化該第一表面Sl的效果。以氧電漿為例，電漿處 理過程是將磊芯片2置入一含有氧氣的電漿環(huán)境中，利用氧氣于電漿 環(huán)境中解離出的的氧自由基，與有機污染物進行反應，進而生成氣體 以脫離第一金屬層22的該第一表面Sl,達到清潔的目的。在使用氬電漿時，經由負偏壓的作用可使電漿環(huán)境中的氬正離子 對第一金屬層22的該第一表面Sl產生一離子轟擊(ion bombardment) 的作用，除可清潔第一金屬層22的該第一表面Sl外，亦可使第一金 屬層22的該第一表面Sl粗糙化。在以電漿處理過程去除該第一表面Sl上的有機污染物及該第一表 面Sl粗糙化后，接著，如圖3所示，在該第一表面Sl上以電鍍沉積 形成一作為焊墊材質的第二金屬層23。其中，為了改善電鍍形成以作為焊墊的第二金屬層23的一第二表面S2粗糙度過大的問題，利用控制電鍍條件將習知例如金電鍍溫度降 低為介于40~50。C之間，并且將習知的金電鍍電流密度降低為介于 0.2~0.5Amp/dm2，使電鍍沉積出較以往為細致的晶粒，藉以使第二金屬 層23的該第二表面S2中心線平均粗糙度Ra小于1500A。并且，如圖4所示，利用微影制程在該笫二金屬層23的該第二表 面S2上形成一光阻屏蔽24,并利用蝕刻制程將未被光阻屏蔽24遮覆 的第二金屬層23及其下的第一金屬層22移除，最后將光阻屏蔽24移 除，即形成如圖5所示的焊墊25。本發(fā)明用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程的第二較佳實施例，首 先，與第一較佳實施例相似地，如圖2所示，提供該蟲芯片2，蟲芯片 2包含基板20、磊晶層21,以及形成于磊晶層21的表面S上的第一金 屬層22。此時，如圖6所示，先于第一金屬層22上形成一第一光阻屏蔽26, 第一光阻屏蔽26于第一金屬層22上界定出一露出表面El，由于該露 出表面El內的第一金屬層22的表面仍然具有經由運送、入庫保存， 取出等過程而附著于其上的有機污染物，本發(fā)明即先利用增進界面結 合力手段加以處理該第一金屬層22的表面，以增進將來界面間的結合 力。該增進界面結合力手段可以為清潔表面手段物理方式(例如以 電漿處理、紗線或織物擦拭、超細纖維紗線或織物擦拭)、化學方式(例 如以與光阻具化學兼容性的溶液例如稀釋的HC1/HN03蝕刻液等浸泡 或擦拭)，將該露出表面El進行清潔；或利用表面粗糙化手段物理 方式(例如以電漿、磨砂、噴砂、研磨處理)或化學方式(例如置于 腐蝕性氣體下或以與光阻具化學兼容性的腐蝕性液體，低濃度蝕刻液 HC1/HN03等浸泡或擦拭)，將該露出表面El進行粗糙化；亦或涂覆或 沉積勦著層31，即在界面間增加導電黏著層，以鉻、鈦、鎳導電性金 屬或合金例如鈦鴒合金涂覆，將該露出表面E1先進行覆以黏著層，此部分將于第四實施例詳細說明。其中，電漿或蝕刻液具有同時清潔及 粗糙化該露出表面E1的效果。以氧電漿為例，電漿處理過程是將有該 露出表面E1的磊芯片置入含有氧氣的電漿環(huán)境中，利用氧氣于電漿環(huán)境解離出的的氧自由基，與有機污染物進行反應，而生成氣體以脫離該露出表面El,達到清潔的目的。在使用氬電漿時，經由負偏壓的作用可使電漿環(huán)境中的氬正離子對該露出表面El產生離子轟擊的作用，除可清潔該露出表面El夕卜， 亦可使該露出表面El粗糙化。在以電漿處理過程去除該露出表面El上的有機污染物及將該露出 表面E1粗糙化后，接著，如圖6與圖7所示，于該露出表面E1以電 鍍沉積形成焊墊27,并且，去除第一光阻屏蔽26。其中，為了改善電鍍形成的焊墊27的一第三表面S3粗糙度過大 的問題，利用控制電鍍條件如將習知例如金電鍍溫度降低為介于 40~50。C之間，并且將習知的金電鍍電流密度降低為介于 0.2-0.5Amp/dm2，使電鍍沉積出較以往為致密的晶粒，藉以使焊墊27 的該第三表面S3中心線平均粗糙度Ra小于1500A。然后，如圖8所示，在該第三表面S3上形成一與第一光阻屏蔽26 反相(inverse tone)的第二光阻屏蔽28，再利用蝕刻制程移除非受第二光 阻屏蔽28及焊墊27遮覆的第一金屬層22,并移除第二光阻屏蔽28， 如圖9所示，即完成本實施例的焊墊制程。本發(fā)明用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程的第三較佳實施例關于 涂覆或沉積黏著層31,可如圖IO所示制程次序。如圖IO所示制程與 前述第一實施例的差別在于該第一金屬層22的該第一表面Sl涂覆或 沉積黏著層31，于該4fe著層31上方以電鍍沉積形成作為焊墊材質的第 二金屬層23，并且利用微影制程在該第二金屬層23的該第二表面S2 上形成一光阻屏蔽24，并利用蝕刻制程將未被光阻屏蔽24遮覆的第二 金屬層23及其下的黏著層31、第一金屬層22移除，最后將光阻屏蔽 24移除，即完成本實施例的焊墊制程。本發(fā)明用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程的第四較佳實施例關于 涂覆或沉積翻著層31,可如圖11所示制程次序。如圖11所示制程與 前述第二實施例的差別在于第一金屬層22上形成第一光阻屏蔽26，第 一光阻屏蔽26于第一金屬層22上界定出露出表面El,于該露出表面El以涂覆(例如網版印刷)或沉積(例如無電解電鍍)祐著層31,并 于黏著層31上以電鍍沉積形成焊墊27，并且，去除第一光阻屏蔽26， 并且在該第三表面S3上形成一與第一光阻屏蔽26反相(inverse tone)的 第二光阻屏蔽28，再利用蝕刻制程移除非受第二光阻屏蔽28及焊墊 27遮覆的第一金屬層22，并移除第二光阻屏蔽28,即完成本實施例的 焊墊制程。依據第三較佳實施例或第四較佳實施例形成 一 新的蟲芯片及焊墊 構造，如圖12所示，依序為磊芯片2，磊芯片2包含基板20、磊晶層 21以及第一金屬層22覆于磊晶層21上；黏著層31覆于第一金屬層 22上；及焊墊25或27覆于該黏著層31上。第五較佳實施例與第三較佳實施例近似，于形成黏著層31之后， 先施以沉積一電鍍核種層32的步驟在黏著層31上，再沉積第二金屬 層23，其余后制程步驟類同第三較佳實施，最終構造如圖13所示。第六較佳實施例與第四較佳實施例近似，于形成黏著層31之后， 先施以沉積電鍍核種層32的步驟在黏著層31上，再沉積形成焊墊27， 其余后制程步驟類同第四較佳實施，最終構造如圖14所示。其中，電鍍核種層32的材質可為與焊墊相同材質，例如金。第 五及第六較佳實施例形成另一新的磊芯片及焊墊構造，如第十三、十 四圖所示，依序為磊芯片2，磊芯片2包含基板20、磊晶層21以及第 一金屬層22覆于磊晶層21上；黏著層31覆于第一金屬層22上；電 鍍核種層32覆于黏著層31上;及焊墊25或27覆于電鍍核種層32上。歸納上述，藉由先對磊芯片2的第一金屬層22的第一表面Sl或 露出表面El進行增進界面結合力手段后，再于第一表面Sl或露出表 面E1形成焊墊，可確實改善焊墊與磊芯片2之間的附著力；而利用控 制電鍍條件，使電鍍沉積的晶粒較為致密，改善焊墊表面(S2、 S3)粗糙 度過大的問題，以提升焊墊與焊線接合的接著強度，確實達成本發(fā)明 的功效。然而以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能以此限 定本發(fā)明實施的范圍，即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明內容 所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內。
權利要求
1. 一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程，至少包含下列步驟(A)提供一磊芯片，該磊芯片至少包含一基板以及一第一金屬層；(B)對該第一金屬層的一第一表面進行一增進界面結合力手段；(C)于該第一表面以一金屬沉積手段形成一第二金屬層；及(D)以一微影蝕刻制程于該磊芯片上形成一焊墊。
2. —種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程，至少包含下列步驟(1) 提供一磊芯片，該磊芯片至少包含一基板以及一第一金屬層；(2) 在該第一金屬層的一第一表面形成一第一光阻屏蔽，并界定 出該第一表面的一露出表面；(3) 對該露出表面進行一增進界面結合力手段；(4) 于該露出表面以一金屬沉積手段形成一第二金屬層；(5) 移除該第一光阻屏蔽，于該第一表面形成一焊墊；(6) 于該焊墊上形成一第二光阻屏蔽；及(7) 以一蝕刻制程移除非受該第二光阻屏蔽及焊墊遮覆的該第一 金屬層。
3. 如權利要求1或2所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊 制程，其中該增進界面結合力手段為以電漿處理。
4. 如權利要求1或2所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊 制程，其中該增進界面結合力手段為以超細纖維紗線或織物擦拭。
5. 如權利要求1或2所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊 制程，其中該增進界面結合力手段為以溶劑或溶液進行浸泡或搭V拭。
6. 如權利要求1或2所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊 制程，其中該金屬沉積手段為蒸鍍。
7. 如權利要求1或2所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊 制程，其中該金屬沉積手段為為濺鍍。
8. 如權利要求1或2所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊 制程，其中該金屬沉積手段為 一 電鍍沉積。
9. 一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程，至少包含下列步驟(A) 提供一磊芯片，該磊芯片至少包含一基板以及一第一金屬層；(B) 對該第一金屬層的一第一表面進行電漿處理；(C) 于該第一表面以一電鍍沉積形成一第二金屬層；及(D) 以 一 微影蝕刻制程于該磊芯片上形成 一 焊墊。
10. —種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程，至少包含下列步驟(1) 提供一磊芯片，該磊芯片至少包含一基板以及一第一金屬層;(2) 在該第一金屬層的一第一表面形成一第一光阻屏蔽，并界定 出該第一表面的一露出表面；(3) 對該露出表面進行電漿處理；(4) 于該露出表面以一電鍍沉積形成一第二金屬層；及(5) 移除該第一光阻屏蔽，于該第一表面形成一焊墊；(6) 于該焊墊上形成一第二光阻屏蔽；(7) 以 一蝕刻制程移除非受該第二光阻屏蔽及焊墊遮覆的該第一
11. 如權利要求9或10所述的一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊 墊制程，其中該電鍍沉積為一金電鍍沉積，且該金電鍍沉積的操作溫 度為介于40 50。C之間且該金電鍍沉積的操作電流密度為介于 0.2~0.5Amp/dm2。
12. —種發(fā)光二極管磊芯片及焊墊構造，至少包含 一磊芯片，該磊芯片至少包含一基板以及一第一金屬層； 一黏著層，該黏著層覆于該第一金屬層上；及 一焊墊，該焊墊覆于該縣著層上。
13. —種發(fā)光二極管磊芯片及焊墊構造，至少包含 一磊芯片，該磊芯片至少包含一基板以及一第一金屬層； 一黏著層，該黏著層覆于該第一金屬層上；及 一電鍍核種層，該電鍍核種層覆于該黏著層上 一焊墊，該焊墊覆于該電鍍核種層上。
14. 如權利要求13所述的一種發(fā)光二極管磊芯片及焊墊構造， 其中該電鍍核種層及該焊墊皆為金。
15. 如權利要求12或13所述的一種發(fā)光二極管磊芯片及焊墊構 造，其中該黏著層為一導電性金屬或合金。
全文摘要
本發(fā)明一種用于發(fā)光二極管磊芯片的焊墊制程及新構造，先對磊芯片表面進行增進界面結合力手段，例如電漿處理；再于磊芯片表面以金屬沉積手段，例如電鍍沉積形成焊墊，藉由先行對磊芯片的表面進行電漿處理，可確實改善焊墊與磊芯片之間的附著力；此外，更藉由控制電鍍條件，使電鍍沉積的晶粒較為致密，改善焊墊表面粗糙度過大的問題，以提升焊墊與焊線接合的接著強度。亦可藉由在第一金屬層及第二金屬層之間沉積導電黏著層，以增進第一金屬層及第二金屬層的界面結合力，并形成新的磊芯片及焊墊構造。
文檔編號H01L21/60GK101246933SQ200710005049
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權日2007年2月12日
發(fā)明者李明順, 江榮華, 陸頌屏 申請人:福葆電子股份有限公司