專利名稱：倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法
倒^發(fā)光二極管芯片的制造方法
駄領域
本發(fā)明提供了一種改進的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，特別 是用于大功率發(fā)光二極管的制造。
倒^發(fā)光二極管(LED)芯片通常是指一個LED芯片(例如氮化 鎵GaNLED)和一個基片(例如Si芯片)結(jié)合在一起。倒裝焊芯片能 夠^f地解決LED芯片中兩個問題散熱和抗靜電，原因在于基片的 導熱性良好，可以有助于LED芯片的散熱，同時基片上制造有抗靜電 的^二極管，可以用于提高LED芯片的抗靜電能力，從而提髙了 LED 芯片的可靠性。
倒裝焊芯片主要用于大功率(功率大于等于1瓦)LED的制造，原 因在于大功率LED芯片對于散熱和抗靜電的要求更高。已經(jīng)有了不少 技術用于制造倒^ LED芯片，但是現(xiàn)有的倒裝焊LED芯片普遍存在 著工藝復雜，良胃低，LED芯片和基片結(jié)合并不牢靠等問題，并且需 要^ffi復雜而昂貴的倒^設備，由于這些原因，倒^f LED芯片的 技術并沒有,泛應用于制造領域。
本發(fā)明簡化了倒^ LED芯片的制造工藝，提高了芯片的可靠性， 從而提升良率，而且無需艦復雜的設備，因此大大隨了制造成本， WM^用于LED芯片特別是大功率LED芯片的大規(guī)模制造。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，用 簡單的制造技術，將基片(稱為芯片A)和LED芯片(稱為芯片B) 兩者準確且可^i&焊牢，同時具有提髙發(fā)光效果和散熱效果的優(yōu)點。
本發(fā)明的技術方案是 一種倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其 特征在于包括以下步驟
1)首先，根據(jù)LED芯片工藝制作好LED芯片B，在芯片B的嵌合
面蒸鍍有良好的金屬反光層，既可以讓電流更為均勻，又可以讓光從LED芯片的背面射出；2)根據(jù)芯片B，制造大小合適的芯片A,在芯片AjJKi光刻或 電鍍或蒸發(fā)工藝制作出金屬"凸點"和金屬"圍墻"，然后把LED芯片 B放入芯片A的"圍墻"內(nèi)，通過加壓和加熱，把芯片B和芯片A可 艦結(jié)合在一起。如上所述的倒^發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特征在于制作 "圍墻"和"凸點"的材料為鋅、鉻、鎳、金、銀、銅、鋁或錫，或者它們的合金。如上所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特征在于"圍 墻"和"凸點"是多層金屬構成。多層金屬結(jié)構有助于制造所需的"圍 墻"和"凸點"結(jié)構，例如它們的高度和表層金屬的熔點，這便于調(diào)整 芯片A和B倒裝^一起所需的工藝參數(shù)。如上所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特征在于"圍 墻"的髙度比"凸點"的高度更髙，"凸點"的高度為2 40樹米，"圍 墻"的髙度為5 100 M。"圍墻"比"凸點"更高的高度保證了芯片 B能夠SJtA芯片A的"圍墻"內(nèi)，調(diào)整"凸點"的髙度是為了調(diào)整芯片 A和B倒^在一起所需的工藝參數(shù)。如上所述的倒^tl發(fā)光二極管芯片的制造方法，^#征在于芯片 B (LED芯片)的尺寸為200微米到2英寸，皿是正方形，長方形，三角形，菱形，Aii形或圓形。如上0M的倒^發(fā)光二極管芯片的制造^， ^T征在于芯片 A和芯片B兩個結(jié)合在一起的壓強范圍為l(MOOO大氣壓,溫度為150 500 1C。調(diào)整壓強范圍和溫度是為了芯片A和B牢靠地^一起，提高 產(chǎn)品的可靠性。本發(fā)明的主要優(yōu)點是由于金屬的導熱性很好，圍墻由金屬制造， 這有利于芯片的散熱,另外由于金屬具有良好的光反射性，所以金屬"圍 墻"還有聚光作用。通過簡單的"圍墻"設置，方便地解決倒裝焊 芯片中A、 B兩個晶片的對位問題，并且這種對位不需要昂貴的設 備來實現(xiàn)，必要時可以進行簡單的人工操作來完成。這樣制造的倒 裝焊芯片可靠而且便宜，成本至少可以降低20%。
圖1是本發(fā)明實施例的芯片B刻蝕后鍍上P電極反射金屬的剖面示 意圖；圖2是芯片BH±N電極的剖面示意圖； 圖3是芯片B淀積上鈍化^層的剖面示意圖； 圖4是芯片A摻雜擴散后的剖面示意圖； 圖5是芯片A電鍍前"圍墻"和"凸點"金屬剖面示意圖； 圖6是芯片A "圍墻"和"凸點"電鍍后金屬加厚剖面示意圖； 圖7是芯片A和芯片B對準后，加壓粘合的剖面示意圖。 其中，1、 GaNLED芯片；2、 P電極Mlt金屬；3、 N電極；4、鈍 化層；5、硅鎌；6、硅表面氧化；7、摻雜擴散；8、電鄉(xiāng)"凸點" 處的金屬；9、 SK)2; 10、電鍍前"圍墻"；11、電鍍后"凸點"；12、電 鍍后"圍墻"。具體實l^式 實施例l:步驟一，以GaN LED芯片的制造為例，從GaN外延片開始以下工 藝步膝1. 先對GaN進行刻蝕，然后蒸H^屬Ag，制作P電極和反光層；(圖 1)2. 蒸鍍金屬Ti和Zn,制作N電極，進行刻蝕，把P電極和N電極分 離；(圖2)3. 蒸鍍二氧化硅，制作鈍化層；(圖3)步驟二基片工藝，以硅基板為例，進行以下工藝步驟1. 硅氧化，光刻，Si02刻蝕，離子注入或擴散；(圖4)2. 蒸鍍金屬，光刻，制作電極，沉積Si02，光刻，刻蝕Si02，露出部 分金屬，用于制作金屬電極的"凸點"和"圍墻"；(圖5)所述的"圍 墻"對于對位而言可以是連續(xù)的，也可以是斷續(xù)的，其對位效果 相似，但本實施例中是連續(xù)的，這是為了提高聚光和散熱效果。3. 皿Zn電鍍工藝，在金屬電極處HUl較厚的金屬"凸點"，厚度為 15um,皿電鍍工藝，在金屬"圍墻"處鍍上更厚的金屬，即加高 "圍墻"，高度為50mn。(圖6)步驟三把前面兩步得到的LED芯片和基片對準和粘牢 1.把LED芯片]^CAS片的金屬"圍墻"內(nèi)；2，在一定壓力(壓強為100大氣壓)和M^ 400 1C下，把LED芯片和 基片粘牢；(圖7)
權利要求
1、一種倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特征在于包括以下步驟①首先，根據(jù)LED芯片工藝制作好LED芯片B，在芯片B的嵌合面蒸鍍有良好的金屬反光層，既可以讓電流更為均勻，又可以讓光從LED芯片的背面射出；②根據(jù)芯片B，制造大小合適的芯片A，在芯片A上通過光刻或電鍍或蒸發(fā)工藝制作出金屬“凸點”和金屬“圍墻”，然后把LED芯片B放入芯片A的“圍墻”內(nèi)，通過加壓和加熱，把芯片B和芯片A可靠地結(jié)合在一起。
2、 如權利要求1所述的倒^發(fā)光二極管芯片的制造M,， 征在于制作"圍墻"和"凸點"的材料為鋅、鉻、鎳、金、銀、銅、 鋁或錫，或者它們的合金。
3、 如權利要求2所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特 征在于"圍墻"和"凸點"是多層金屬構成。
4、 如權利要求2所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特 征在于"圍墻"的髙度比"凸點"的高度更髙，"凸點"的高度為2 40微米，"圍墻"的高度為5 ioo^ie。
5、 如權利要求1或2或3或4所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制 造方法，其特征在于芯片B的尺寸為200微米到2英寸，皿是正方 形，長方形，三角形，菱形，六邊形或圓形。
6、 如權利要求5所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造施，賺 征在于芯片A和芯片B兩個結(jié)合在一起的壓強范圍為l(MOOO大氣 壓，Mjg為150 500 r。
7、 權利要求5所述的倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特征 在于所述的"圍墻"是連續(xù)的或者是斷續(xù)的。
全文摘要
一種倒裝焊發(fā)光二極管芯片的制造方法，其特征在于包括以下步驟①首先，根據(jù)LED芯片工藝制作好LED芯片B，在芯片B的嵌合面蒸鍍有良好的金屬反光層，既可以讓電流更為均勻，又可以讓光從LED芯片的背面射出；②根據(jù)芯片B，制造大小合適的芯片A，在芯片A上通過光刻或電鍍或蒸發(fā)工藝制作出金屬“凸點”和金屬“圍墻”，然后把LED芯片B放入芯片A的“圍墻”內(nèi)，通過加壓和加熱，把芯片B和芯片A可靠地結(jié)合在一起。本發(fā)明簡化了倒裝焊LED芯片的制造工藝，提高了芯片的可靠性，從而提升良率，而且無需使用復雜的設備，因此大大降低了制造成本，有望應用于LED芯片特別是大功率LED芯片的大規(guī)模制造。
文檔編號H01L33/00GK101119601SQ20071005302
公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權日2007年8月24日
發(fā)明者應華兵, 張建寶, 曾靈琪, 鮑堅仁 申請人:武漢華燦光電有限公司