专利名称：倒装焊发光二极管芯片的制造方法
倒^发光二极管芯片的制造方法
駄领域
本发明提供了一种改进的倒装焊发光二极管芯片的制造方法，特别 是用于大功率发光二极管的制造。
倒^发光二极管(LED)芯片通常是指一个LED芯片(例如氮化 镓GaNLED)和一个基片(例如Si芯片)结合在一起。倒装焊芯片能 够^f地解决LED芯片中两个问题散热和抗静电，原因在于基片的 导热性良好，可以有助于LED芯片的散热，同时基片上制造有抗静电 的^二极管，可以用于提高LED芯片的抗静电能力，从而提髙了 LED 芯片的可靠性。
倒装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芯片对于散热和抗静电的要求更高。已经有了不少 技术用于制造倒^ LED芯片，但是现有的倒装焊LED芯片普遍存在 着工艺复杂，良胃低，LED芯片和基片结合并不牢靠等问题，并且需 要^ffi复杂而昂贵的倒^设备，由于这些原因，倒^f LED芯片的 技术并没有,泛应用于制造领域。
本发明简化了倒^ LED芯片的制造工艺，提高了芯片的可靠性， 从而提升良率，而且无需舰复杂的设备，因此大大隨了制造成本， WM^用于LED芯片特别是大功率LED芯片的大规模制造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倒装焊发光二极管芯片的制造方法，用 简单的制造技术，将基片(称为芯片A)和LED芯片(称为芯片B) 两者准确且可^i&焊牢，同时具有提髙发光效果和散热效果的优点。
本发明的技术方案是 一种倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其 特征在于包括以下步骤
1)首先，根据LED芯片工艺制作好LED芯片B，在芯片B的嵌合
面蒸镀有良好的金属反光层，既可以让电流更为均匀，又可以让光从LED芯片的背面射出；2)根据芯片B，制造大小合适的芯片A,在芯片AjJKi光刻或 电镀或蒸发工艺制作出金属"凸点"和金属"围墙"，然后把LED芯片 B放入芯片A的"围墙"内，通过加压和加热，把芯片B和芯片A可 舰结合在一起。如上所述的倒^发光二极管芯片的制造方法，其特征在于制作 "围墙"和"凸点"的材料为锌、铬、镍、金、银、铜、铝或锡，或者它们的合金。如上所述的倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特征在于"围 墙"和"凸点"是多层金属构成。多层金属结构有助于制造所需的"围 墙"和"凸点"结构，例如它们的高度和表层金属的熔点，这便于调整 芯片A和B倒装^一起所需的工艺参数。如上所述的倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特征在于"围 墙"的髙度比"凸点"的高度更髙，"凸点"的高度为2 40樹米，"围 墙"的髙度为5 100 M。"围墙"比"凸点"更高的高度保证了芯片 B能够SJtA芯片A的"围墙"内，调整"凸点"的髙度是为了调整芯片 A和B倒^在一起所需的工艺参数。如上所述的倒^tl发光二极管芯片的制造方法，^#征在于芯片 B (LED芯片)的尺寸为200微米到2英寸，皿是正方形，长方形，三角形，菱形，Aii形或圆形。如上0M的倒^发光二极管芯片的制造^， ^T征在于芯片 A和芯片B两个结合在一起的压强范围为l(MOOO大气压,温度为150 500 1C。调整压强范围和温度是为了芯片A和B牢靠地^一起，提高 产品的可靠性。本发明的主要优点是由于金属的导热性很好，围墙由金属制造， 这有利于芯片的散热,另外由于金属具有良好的光反射性，所以金属"围 墙"还有聚光作用。通过简单的"围墙"设置，方便地解决倒装焊 芯片中A、 B两个晶片的对位问题，并且这种对位不需要昂贵的设 备来实现，必要时可以进行简单的人工操作来完成。这样制造的倒 装焊芯片可靠而且便宜，成本至少可以降低20%。
图1是本发明实施例的芯片B刻蚀后镀上P电极反射金属的剖面示 意图；图2是芯片BH±N电极的剖面示意图； 图3是芯片B淀积上钝化^层的剖面示意图； 图4是芯片A掺杂扩散后的剖面示意图； 图5是芯片A电镀前"围墙"和"凸点"金属剖面示意图； 图6是芯片A "围墙"和"凸点"电镀后金属加厚剖面示意图； 图7是芯片A和芯片B对准后，加压粘合的剖面示意图。 其中，1、 GaNLED芯片；2、 P电极Mlt金属；3、 N电极；4、钝 化层；5、硅鎌；6、硅表面氧化；7、掺杂扩散；8、电鄉"凸点" 处的金属；9、 SK)2; 10、电镀前"围墙"；11、电镀后"凸点"；12、电 镀后"围墙"。具体实l^式 实施例l:步骤一，以GaN LED芯片的制造为例，从GaN外延片开始以下工 艺步膝1. 先对GaN进行刻蚀，然后蒸H^属Ag，制作P电极和反光层；(图 1)2. 蒸镀金属Ti和Zn,制作N电极，进行刻蚀，把P电极和N电极分 离；(图2)3. 蒸镀二氧化硅，制作钝化层；(图3)步骤二基片工艺，以硅基板为例，进行以下工艺步骤1. 硅氧化，光刻，Si02刻蚀，离子注入或扩散；(图4)2. 蒸镀金属，光刻，制作电极，沉积Si02，光刻，刻蚀Si02，露出部 分金属，用于制作金属电极的"凸点"和"围墙"；(图5)所述的"围 墙"对于对位而言可以是连续的，也可以是断续的，其对位效果 相似，但本实施例中是连续的，这是为了提高聚光和散热效果。3. 皿Zn电镀工艺，在金属电极处HUl较厚的金属"凸点"，厚度为 15um,皿电镀工艺，在金属"围墙"处镀上更厚的金属，即加高 "围墙"，高度为50mn。(图6)步骤三把前面两步得到的LED芯片和基片对准和粘牢 1.把LED芯片]^CAS片的金属"围墙"内；2，在一定压力(压强为100大气压)和M^ 400 1C下，把LED芯片和 基片粘牢；(图7)
权利要求
1、一种倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特征在于包括以下步骤①首先，根据LED芯片工艺制作好LED芯片B，在芯片B的嵌合面蒸镀有良好的金属反光层，既可以让电流更为均匀，又可以让光从LED芯片的背面射出；②根据芯片B，制造大小合适的芯片A，在芯片A上通过光刻或电镀或蒸发工艺制作出金属“凸点”和金属“围墙”，然后把LED芯片B放入芯片A的“围墙”内，通过加压和加热，把芯片B和芯片A可靠地结合在一起。
2、 如权利要求1所述的倒^发光二极管芯片的制造M,， 征在于制作"围墙"和"凸点"的材料为锌、铬、镍、金、银、铜、 铝或锡，或者它们的合金。
3、 如权利要求2所述的倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特 征在于"围墙"和"凸点"是多层金属构成。
4、 如权利要求2所述的倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特 征在于"围墙"的髙度比"凸点"的高度更髙，"凸点"的高度为2 40微米，"围墙"的高度为5 ioo^ie。
5、 如权利要求1或2或3或4所述的倒装焊发光二极管芯片的制 造方法，其特征在于芯片B的尺寸为200微米到2英寸，皿是正方 形，长方形，三角形，菱形，六边形或圆形。
6、 如权利要求5所述的倒装焊发光二极管芯片的制造施，赚 征在于芯片A和芯片B两个结合在一起的压强范围为l(MOOO大气 压，Mjg为150 500 r。
7、 权利要求5所述的倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特征 在于所述的"围墙"是连续的或者是断续的。
全文摘要
一种倒装焊发光二极管芯片的制造方法，其特征在于包括以下步骤①首先，根据LED芯片工艺制作好LED芯片B，在芯片B的嵌合面蒸镀有良好的金属反光层，既可以让电流更为均匀，又可以让光从LED芯片的背面射出；②根据芯片B，制造大小合适的芯片A，在芯片A上通过光刻或电镀或蒸发工艺制作出金属“凸点”和金属“围墙”，然后把LED芯片B放入芯片A的“围墙”内，通过加压和加热，把芯片B和芯片A可靠地结合在一起。本发明简化了倒装焊LED芯片的制造工艺，提高了芯片的可靠性，从而提升良率，而且无需使用复杂的设备，因此大大降低了制造成本，有望应用于LED芯片特别是大功率LED芯片的大规模制造。
文档编号H01L33/00GK101119601SQ20071005302
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年8月24日
发明者应华兵, 张建宝, 曾灵琪, 鲍坚仁 申请人:武汉华灿光电有限公司