CN100444324C - 一种利用无电解电镀制作二极管晶体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用无电解电镀制作二极管金属层的方法，该方法首先是提供一个二极管晶片/晶圆，之后在欲形成金属层的二极管晶片/晶圆区域形成一可作为无电解电镀还原金属湿式制程的触媒的金属底材，并搭配局限金属层形成位置的阻隔层的有无，以简单快速地形成所需的金属层。该方法可产生均匀性极高的金属层，操作简易，可于晶片/晶圆的正反两面同时沉积金属层，从而有效缩短制程时间，进而大幅度降低生产制造成本。另外，金属层的表面具有较大的粗糙度，可提供后续进行打线或焊接的附着力，进一步提高产品的品质。

Description

一种利用无电解电镀制作二极管晶体的方法

技术领域：

本发明涉及一种二极管结构内金属层部分的制作方法。

背景技术：

发光二极管(Light emitted diode)和激光二极管(Laser diode)是利用半导体材料中的电子和空穴结合时能量带(Energy Gap)位阶的改变，以发光方式来显示其所释放的能量。其具有体积小、寿命长、驱动电压低、耗电量少、反应速度快、耐电性佳等优点，为日常生活中各种应用设备中常见的元件。

就目前的制造技术来看，对于发光二极管和激光二极管而言，皆是采用蒸镀或者溅镀方式沉积形成金属材质部分。但采用这种方式的话，将导致所欲沉积的金属材质除了沉积于欲镀物上外，还会沉积于真空腔体的腔壁上，不仅造成额外的金属靶材浪费，更造成腔室洁净度的污染，从而影响沉积形成的金属层的品质。且如果要进行所谓的双面处理时，必须破坏腔体的真空度，将晶圆或晶片翻面再次处理，使得整个制作过程的时间变得相当冗长。

发明内容：

本发明的目的就在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种利用无电解电镀制作二极管晶体的方法，其可产生均匀性极高的金属层，操作简易，可于晶片/晶圆的正反两面同时沉积金属层，从而有效缩短制程时间，进而大幅度降低生产制造成本。

为实现上述目的，本发明采用的第一种技术方案包括如下步骤：

提供一个二极管晶片/晶圆；

于该二极管晶片/晶圆上形成数个图案化金属底材；以及对该二极管晶片/晶圆进行无电解电镀的还原金属湿式制程，以在该数个图案化金属底材上各沉积形成有一金属层。

上述技术方案中的金属底材和金属层的材质皆为金、镍、铜、铂、钯、锌、锡、银、铬中的一种或几种；其中，金属底材的形成方式为蒸镀、电镀、溅镀或无电解电镀。

上述的方法还包括在金属层上进行打线结合的步骤。

上述的方法还包括在金属层上形成一导电黏着层，以进行覆晶封装的步骤。

本发明的第二种技术方案包括如下步骤：

提供一个二极管晶片/晶圆；

于该二极管晶片/晶圆上形成数个图案化的金属底材；

于该二极管晶片/晶圆上形成一阻隔层；

对该阻隔层进行图案化，以形成数个显露出该金属底材的开口；以及对该二极管晶片/晶圆进行无电解电镀的还原金属湿式制程，以在自该开口处显露出来的金属底材上沉积形成一金属层。

上述技术方案中的金属底材和金属层的材质皆为金、镍、铜、铂、钯、锌、锡、银、铬中的一种或几种；其中，金属底材的形成方式为蒸镀、电镀、溅镀或无电解电镀。

上述的方法还包括在完成金属层沉积后，移除该阻隔离层的步骤。

上述的方法还包括金属层上进行打线结合的步骤。

上述的方法还包括在金属层上形成一导电黏着层，以进行覆晶封装的步骤。

本发明的有益效果在于：这种利用无电解电镀制作二极管金属层的方法，其先于欲形成金属层的二极管晶片或者晶圆区域形成一可作为无电解电镀还原金属湿制程的触媒的金属底层，并搭配局限金属层形成位置的阻隔层的有无，以形成所需的金属层。另外，因为本发明所使用的原理乃是利用一种无电解电镀的还原金属湿式制程系统，配合一足以诱发还原金属(反应液中的添加金属物)的金属底材，产生触媒反应而沉积于金属底材上，以产生一均匀且厚度足够的金属层，因此能够于二极管晶体片或晶圆上进行两侧面同时金属层沉积，而不需传统方法的换面工序。本发明的制作方法可产生均匀性极高的金属层，操作较为简易，能够有效缩短制程时间，进而大幅度降低生产制造成本。此外，本发明所制得的金属层表面略较使用蒸镀或者溅镀所产生的金属层表面粗糙，可有效地提高打线或者焊接的附着力，提升产品品质可靠度，使得产品的市场竞争力更为显著。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

附图1为本发明实施例之一的结构示意图

附图2为附图1所示实施例的工艺流程图

附图3为本发明实施例之二的结构示意图

附图4为本发明实施例之三的结构示意图

附图5为附图4所示实施例的工艺流程图

附图6为本发明实施例之五的结构示意图

附图7为本发明实施例之六的结构示意图

附图8为附图7所示实施例的工艺流程图

附图9为本发明实施例之七的结构示意图

附图10为本发明实施例之八的结构示意图

附图11为附图10所示实施例的工艺流程图

附图12为本发明实施例之九的结构示意图

附图13为附图12所示实施例的工艺流程图

附图14为本发明实施例之十的结构示意图

附图15为本发明实施例之十一的结构示意图

附图16为本发明实施例之十二的结构示意图

附图17为本发明实施例之十三的结构示意图

图号说明：

10-二极管晶片            12-金属底材

14-金属层                16-阻隔层

18-开口                  22-打线

24-黏着层                26-载板

具体实施方式：

以下所述仅为体现本发明原理的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所做的等效变化和修饰，均应包括在本发明所申请的专利保护范围之内。

首先，本发明的目的是利用一种无电解电镀的还原金属湿式制程系统，配合一种足以诱发还原金属(反应液中的添加金属物)的金属底材，产生触媒反应而沉积于金属底材上，以产生一均匀且厚度足够的金属层(该金属层可作为电传导、打线、焊接、导电胶传导、凸块、覆晶封装等用途)。而运用本发明所制得的金属层厚度通常可大于0.1um。至于金属层的材质则可为金、镍、铜、铂、钯、锌、锡、银、铬等金属或者上述金属种类中的一种以上所形成的双层金属底材，而金属底材制作方法则可利用蒸镀、溅镀、电镀或者无电解电镀的方式产生。举例来说，当欲沉积的金属层为金时，该无电解电镀的还原金属湿式制程所使用的反应液内可添加有氰化金、亚硫酸金、三氯化金等金属盐。

使用无电解电镀的还原金属湿式制程系统所产生的金属层，会包覆于金属底材周围，因此若欲限制沉积金属在金属底材之上方或某一特定方位上，可使用如二氧化硅(SiO₂)、光阻、PI等介电材料来形成阻隔层，并于阻隔层上形成数个显露出金属底材的开口，再使用无电解电镀的还原金属湿式制程系统于从开口处显露出的金属底材上进行金属层沉积，即可制作特定方向与形状的金属层，而阻隔层于金属沉积后可去除，亦可以保留。

以下将利用一些二极管晶片作为实施例来说明本发明的原理，但并不因此而将保护范围仅限定于晶片上。

附图1和附图2分别为本发明的实施例之一的结构示意图及工艺流程图。其工艺流程如下：首先，如步骤S1所述，提供一个二极管的晶片10；接着如步骤S2所述，于晶片10相应面上皆形成一足以诱发还原系统产生触媒反应的金属底材；再如步骤S3所述，使用微蚀刻技术，对金属底材进行图案化处理，以获得所欲获得的图案化金属底材12；最后如步骤S4所述，使用无电解电镀的还原金属湿制程系统于图案化金属底材12外形成一包覆于图案化金属底材周围的金属层14，而形成如附图1所示的结构。

附图3是本发明实施例之二的结构示意图，该实施例与实施例一的差异仅在于本实施例仅对单一侧面的金属底材12进行图案化制作流程。

附图4为本发明实施例之三的结构示意图，附图5则为附图4所示实施例的工艺流程图。首先，如步骤S5所述，先提供一个二极管的晶片10；接着如步骤S6所述，于晶片10的两个相对应面形成一足以诱发还原金属系统产生触媒反应的图案化金属底材12；再如步骤S7所述，于金属底材12上沉积一可为二氧化硅(SiO₂)、光阻、PI等介电材料的阻隔层16，并于阻隔层16上制作开口18，以露出欲使用无电解电镀的还原金属湿制程系统的金属底材区域位置；最后如步骤S8所述，使用无电解电镀的还原金属湿制程系统于自开口18处暴露处的金属底材12外形成一金属层14。

附图6为本发明实施例之四的结构示意图，其与附图4所示的实施例的差异在于该实施例仅对一金属底材12沉积阻隔层16，以局限一侧边的金属层14相对于金属底材12的位置。

附图7为本发明实施例之五的结构示意图，它是在附图5所示的流程图的S8步骤之后，再增加一个步骤S9以移除附图4中所示的上、下阻隔层，详细的工艺流程请参见附图8所示。

附图10为本发明实施例之七的结构示意图，欲得到图中所示的结构，其工艺流程参见附图11。首先，如步骤S10所述：提供一个电极设计在同一侧，且具有不同高度的二极管晶片10；在如S11所述，于晶片10上欲形成金属层的位置处形成数个适当图案金属底材12；再如步骤S12所述，使用无电解电镀的还原金属湿制程系统于图案化金属底材12外形成一包覆于图案化金属底材12周围的金属层14。

附图12所示为本发明实施例之八的结构示意图，该实施例是将实施例之三中所使用的阻隔层来限制金属层沉积于金属底材的位置的理念应用于具有电极设计在同一侧，且具有不同高度的二极管晶片，其工艺流程参见附图13所示。首先，如步骤S13所述，先提供一个二极管晶片10；接着如步骤S14所述，于晶片10上欲形成金属层的位置形成数个适当图案金属底材12；再如步骤S15所述，于金属底材12上沉积一可为二氧化硅(SiO₂)、光阻、PI等介电材料的阻隔层16，并于阻隔层16上制作开口18，以暴露出欲使用无电解电镀的还原金属湿制程系统的金属底材12区域位置；最后如步骤S16所述，使用无电解电镀的还原金属湿制程系统于自开口18暴露出的金属底材12外形成一金属层14。

附图14为本发明实施例之九的结构示意图，该实施例是将本发明的实施例之八中的阻隔层在最后沉积完金属层14后移除。随后，还可以在金属层14上进行打线22结合，形成如附图15所示的结构。

或者，在阻隔层移除后，可于金属层14上形成可导电的黏着层24，以通过该黏着层24将本发明的实施例九所示的成品黏着于一载板26上，形成如附图16所示的结构。

附图17本发明的实施例之十的结构示意图。该实施例是将一已利用本发明的使用无电解电镀的还原金属湿制程系统完成金属层沉积的二极管晶片进行一晶片或者载板上的安装与打线。在附图17中是将本发明的实施例之六作为本发明实施例之十的说明基础。如图中所示：它是通过一个可导电的黏着层24将实施例之六所示的成品固着于一晶片或者载板26上，并在另一金属层14上进行打线22结合。

Claims (9)

1.一种利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，应用于发光二极管和激光二极管，其特征在于它包括如下步骤：

提供一个二极管晶片/晶圆；

于该二极管晶片/晶圆上形成数个图案化金属底材；以及对该二极管晶片/晶圆进行无电解电镀的还原金属湿式制程，以在该数个图案化金属底材上各沉积形成有一金属层，其中，所述的金属底材和金属层材质皆为黄金。

2.根据权利要求1所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：金属底材的形成方式为蒸镀、电镀、溅镀或无电解电镀。

3.根据权利要求1所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：所述的方法还包括在金属层上进行打线结合的步骤。

4.根据权利要求1所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：所述的方法还包括在金属层上形成一导电黏着层，以进行覆晶封装的步骤。

5.一种利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，应用于发光二极管和激光二极管，其特征在于它包括如下步骤：

提供一个二极管晶片/晶圆；

于该二极管晶片/晶圆上形成数个图案化的金属底材；

于该二极管晶片/晶圆上形成一阻隔层；

对该阻隔层进行图案化，以形成数个显露出该金属底材的开口；以及对该二极管晶片/晶圆进行无电解电镀的还原金属湿式制程，以在自该开口处显露出来的金属底材上沉积形成一金属层，其中，所述的金属底材和金属层材质皆为黄金。

6.根据权利要求5所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：金属底材的形成方式为蒸镀、电镀、溅镀或无电解电镀。

7.根据权利要求5所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：所述的方法还包括在完成金属层沉积后，移除该阻隔离层的步骤。

8.根据权利要求5所述的所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：所述的方法还包括金属层上进行打线结合的步骤。

9.根据权利要求5所述的利用无电解电镀制作二极管金属体的方法，其特征在于：所述的方法还包括在金属层上形成一导电黏着层，以进行覆晶封装的步骤。

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