一种光电元件的封装结构及封装方法_2

文档序号:9378312阅读:来源:国知局
镀工艺形成导电特征95-98,其实质上可与图案化绝缘层80共平面。换言之,可调整电镀工艺,好让导电特征95-98填充开口 85-88时既不会过度填充也不会填充不足(如图2所示)。
[0047]每个与导电特征95-97交错配置(interleaving)的部分的图案化绝缘层80,具有一宽度(或横向尺寸)100,及每个导电特征95-97具有一宽度(或横向尺寸)102。宽度100及102是以水平方向测量。一实施例中,宽度100及宽度102之间的比值范围从约0.5: I至5: 1,或例如约1:1。
[0048]应可了解的是一些实施例中,导电特征95-97彼此间的宽度值各并不相同。例如,导电特征95可能具有一个宽度值,而导电特征96及97可能具有其他不同于导电特征95的宽度值。同样地,图案化绝缘层80彼此之间的宽度值可能也不相同。可依据设计和制造的需求来调整特定的宽度值及宽度100和102之间的比值。一些替代实施例中,开口85-87(图3)可合并为单一开口。因此,导电特征95-97不会分开形成,而是在那些实施例中形成单一导电特征。
[0049]形成一导电籽晶层110于图案化绝缘层80及导电特征95-98之上。导电籽晶层110包含一金属材料,例如T1、Ta、Cu、Al、N1、或其他合适的材料。可通过本技术领域所公知的PVD工艺来形成导电籽晶层110。导电籽晶层110也可作为一顶部导电籽晶层(topconductive seed layer)。
[0050]其后,一图案化绝缘层120形成于导电籽晶层110之上。图案化绝缘层120包含开口 125及126。与绝缘层60及80相似,图案化绝缘层120包含一可直接被图案化的材料,例如一光致抗蚀剂材料。因此,与绝缘层60及80相似,通过光刻工艺替代蚀刻工艺来形成绝缘层120。图案化绝缘层120也可作为一顶垫模板(top pad mold)。
[0051]参阅图5,形成导电接触垫130及131以分别填充至少部分的开口 125及126 (如图4所示)。导电接触垫130及131具有良好的导热及导电性。导电接触垫130及131包含一金属材料,例如Cu、N1、Al、或其他合适的导电材料。通过本技术领域所公知的电镀工艺来形成导电接触垫130及131。导电籽晶层110作为电镀工艺的籽晶层。
[0052]参阅图6,例如利用本技术领域所公知的剥除(stripping)或灰化(ashing)工艺,来移除图案化绝缘层120(如图5所示)。接着清理导电籽晶层110及导电接触垫130和131的外露表面。其后,例如利用本技术领域所公知的湿式蚀刻或干式蚀刻工艺,来移除导电籽晶层110未受导电接触垫130和131保护的部分。
[0053]参阅图7,阻挡层140及141选择性地(opt1nally)分别形成于导电接触垫130和131以及在其下方(therebelow)的接触籽晶层110的外露表面上。阻挡层140及141包含N1、化学镀镍浸金(Electroless Nickel/Immers1n Gold ;ENIG)、或化学镀镍钯浸金(Electroless Nickel Electroless Palladium Immers1n Gold ;ENEPIG)。阻挡层 140 及141有助于保护导电籽晶层110及导电接触垫130和131,免于腐蚀及不欲的氧化。
[0054]形成一接合接点(bond joint) 150于阻挡层140上(若阻挡层140没形成,则接合接点形成于导电接触垫130上)。接合接点50包含一适合焊接的材料(Pb)。由于阻挡层140及接合接点150各包含一例如金属的导电材料(与导电接触垫130相似),其可被视为导电接触垫130的一部分或其延伸。因此,通过导电接触垫70及130、导电特征95-97、导电籽晶层110、选择性(opt1nal)阻挡层140、以及接合接点150,来共同形成一导热结构160。并且,通过导电接触垫71及131、导电特征98、导电籽晶层110、以及选择性(opt1nal)阻挡层141,来共同形成一导热结构161。应可了解的是,导热构160-161可共同视为一单一的导热结构。
[0055]接下来,通过接合接点150将光电元件170接合至导电接触垫130。在本实施例中的光电元件170为一发光二极管元件(LED),但在替代实施例中可为其他合适的光电元件。光电元件170包含一基板180、形成于此基板上方的两个相反的掺杂层190及191、以及一置于掺杂层190及191之间的多重量子讲(multiple-quantum well ;MQff)层200。
[0056]基板180包含一适合发光材料生长的材料。因此,基板180也可称为一生长基板或一生长晶片。一实施例中,基板180包含一蓝宝石材料。其他实施例中,基板180可包含让发光材料生长的碳化硅、硅、或另一合适的材料。
[0057]掺杂层190包含一 P型材料,而掺杂层191包含一 η型材料。一实施例中,掺杂层190包含一掺杂如硼(B)的P型杂质的氮化镓(GaN)材料,而掺杂层191包含一掺杂如砷(As)或磷(P)的η型杂质的氮化镓(GaN)材料。一替代实施例中,掺杂层190可包含一 η型材料,而掺杂层190可包含一 P型材料。
[0058]MQff 层 200 包含 GaN 及 InGaN 的交替(或周期)(alternating or per1dic)层。例如,一实施例中,MQff层200包含十层GaN及十层InGaN,其中一 InGaN层形成于GaN层上,且另一 GaN层形成于InGaN层上,以此类推。
[0059]掺杂层190和191以及MQW层200皆通过本技术领域公知的外延工艺(epitaxialgrowth process)来形成。在外延工艺中,基板180作为一籽晶,而膜层190、191及200大体上呈现与基板180 —致的晶格结构及走向。在外延工艺完成后,通过在掺杂层190和191之间沉积MQW层200来形成一 P/N结(或一 P/N 二极管)。当施加该掺杂层190和191 一电压(或电荷)时,即会有电流通过光电元件170,且MQW层200会发出如可见光的辐射。MQW层200发光的颜色取决于光的波长,可通过改变构成MQW层200的材料的组成及结构来调整波长。
[0060]在图7所示的实施例中,光电元件170被翻转倒置(flipped upside down),如此让掺杂层191的一大区域或其表面与接合接点150直接物理性地接触。一实施例中,掺杂层191的整个底面与接合接点130直接物理性地接触。如上所述,由于接合接点150可视为导电接触垫130的一部分或其延伸,其也可说光电元件170的一大部分或其底面与导电接触垫130直接物理性地接触。
[0061]应可了解的是可形成与光电元件170相似的光电元件于基板180上。在将光电元件170通过接合接点150接合至导电垫片130之前,这些光电元件可彼此个别分开。可通过一个或多个工艺,例如干式蚀刻或用激光光束或锯刀来切割,以分离这些光电元件。
[0062]参阅图8,移除基板180 (如图7所示)。一实施例中,通过施加电磁辐射给光电元件170来移除基板180。其他的实施例中,可利用激光光束来使基板180汽化。其后,掺杂层190外露的表面可经过一选择性的粗化工艺(opt1nal roughening process)来协助由光电元件170发出的光线往预期的方向传播(propagate)。
[0063]接下来,形成一导电接触垫220于掺杂层190上。导电接触垫220具有良好的导热及导电性,其包含一透明导电材料,例如氧化铟锡(ITO)、或其他合适的导电材料。通过合适的技术来形成导电接触垫220,例如PVD工艺。可依据设计需求来变更导电接触垫220的大小(例如横向尺寸)。图8所示的实施例中,掺杂层190的一整个区域与导电接触垫220直接物理性地接触。其他实施例中,接触的区域可能非一完整区域,但占完整区域中的一很大部分。应可了解的是导电接触垫220可视为导热结构160的一部分。
[0064]仍参阅图8,将连接线250接合至导电接触垫220以及导电接触垫131 (通过阻挡层141)。更详细的说,连接线250的一端接合至导电接触垫220,而连接线250相反
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