CN101101871B

CN101101871B - 制造二极管金属层的方法

Info

Publication number: CN101101871B
Application number: CN2006101031411A
Authority: CN
Inventors: 陈俊彬
Original assignee: YONGHE INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: JIngbang Technology Co., Ltd.
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2026-07-05
Also published as: CN101101871A

Abstract

本发明涉及一种制造二极管金属层的方法，先于一欲形成金属层的二极管晶圆或芯片区域，形成一可作为无电解电镀置换或还原金属湿式制程的金属、金属氧化物或合金底材，然后通过不含氰化物的无电解电镀的置换或还原反应，而使一特定金属沉积于金属底材上，以产生所需厚度的金属层，使得通过该方法所制得的二极管金属层，可大幅降低生产成本，并提升产品品质的可靠度。

Description

制造二极管金属层的方法

技术领域

本发明涉及一种制造二极管金属层的方法，尤指一种利用不含氰化物的无电解电镀的置换或还原金属湿式制程，通过置换或还原反应而使特定金属沉积于二极管晶圆或芯片的金属底材上，以产生一均匀且厚度足够的金属层。

背景技术

随着全球性能源危机意识高涨，寻求高效率的能源以取代传统照明，已成为一项重要的课题。半导体由于可以把能量在光与电两种形式间转换，故衍生出许多实际应用，如：发光二极管(LED)属于一种固态发光器件，可将电力直接转换成光，发光二极管具有省电、耐震、寿命长及不易发热等多项优点，近年来，已发展出超高亮度的发光二极管，与不同波长的发光二极管，如：白光/蓝光的发光二极管，以取代目前所使用的白热灯泡、卤素灯泡。

目前超高亮度白光/蓝光的发光二极管的品质，取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶三氧化二铝)由于晶体结构与氮化镓磊晶近似，同时符合氮化镓磊晶的磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶圆成为制作白光/蓝光的发光二极管的关键材料。

此外，为了增加电流的扩散，在P型半导体层(如：发光二极管(LED))上蒸镀或溅镀数层薄金属结构，如：利用镍/金(Ni/Au)或钴/金(Co/Au)等双层结构作为透明电极，并搭配热处理的方式，使得薄金属结构变成透明导电层，进而达到光穿透的效果。

但是，前述在发光二极管(LED)上利用蒸镀或溅镀方法而形成的金属层，却具有如下的缺点：

1、利用蒸镀或溅镀方法所制得的金属层，其操作复杂、制造时程长、无法降低生产成本。

2、由于蒸镀或溅镀方法所制得的金属层，为整面金属沉积，故无法节省金属的耗用量、耗电量及操作与生产成本。

3、利用蒸镀或溅镀方法所制得的金属层，其设备支出较高，无法大幅节省设备投资与生产成本。

4、其金属层的表面较平滑，故无法有效提高打线或焊接的附着力，且其产品品质的可靠度无法有效地提高。

因此，发明人在感觉到此一美中不足之处及在瞬息万变的市场上，唯有不断地发明出独特且具创新效果的产品，即显得非常的重要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种制造二极管金属层的方法，其可产生均匀性极高的金属层、操作简单、可于二极管晶圆或芯片的正反两面同时沉积金属层、缩短制造时程，可大幅降低生产成本。

本发明的次要目的在于，提出一种制造二极管金属层的方法，其可使用还原或置换反应以选择性沉积欲沉积的金属层于金属底材周围或其上，以取代传统使用蒸镀或溅镀为整面金属沉积，大幅节省金属的耗用量，并节省耗电量、降低操作与生产成本。

本发明的另一目的在于，提出一种制造二极管金属层的方法，其设备支出远较传统使用蒸镀或溅镀为低，可大幅节省设备投资，降低生产成本。

本发明的又一目的在于，提出一种制造二极管金属层的方法，其所制得的金属层的表面较传统使用蒸镀或溅镀所产生的表面粗糙，可有效提高打线或焊接的附着力，提升产品品质的可靠度，使得产品的市场竞争力更为显著。

本发明的再一目的在于，提出一种制造二极管金属层的方法，其所制成的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，亦可增强散热效果，以提升产品品质与可靠度。

为达前述目的，本发明提供一种制造二极管金属层的方法利用不含氰化物的无电解电镀的置换或还原金属湿式制程，先于一欲形成金属层的二极管晶圆或芯片区域，形成一可作为无电解电镀置换或还原金属湿式制程的金属、金属氧化物或合金底材，然后通过置换或还原反应而使一特定金属沉积于金属底材上，以产生所需厚度的金属层，其中尚可于二极管晶圆或芯片区域上制作一阻隔层，并对阻隔层进行图案化，以形成多个显露出金属底材的开口，及在该二极管晶圆或芯片区域上，进行无电解电镀的置换或还原金属湿式制程，以在自该开口显露出的金属底材上沉积形成金属层，且可于金属层上进行打线接合。

附图说明

图1为本发明的方法方块示意图。

具体实施方式

本发明为一种制造二极管金属层的方法，请参阅图1所示，尤指利用不含氧化物的无电解电镀的置换或还原金属湿式制程，该方法先于一欲形成金属层的二极管晶圆或芯片区域，形成一可作为无电解电镀置换或还原金属湿式制程的金属、金属氧化物或合金底材，然后通过置换或还原反应而使一特定金属沉积于金属底材上，以产生所需厚度的金属层。

除此之外，在本发明的方法中，还可于该二极管晶圆或芯片区域上制作一阻隔层，并对该阻隔层进行图案化，以形成多个显露出底材的开口，及在该二极管晶圆或芯片区域上，以利用蒸镀、溅镀、电镀或者无电解电镀的方式产生所需的金属底材：或在阻隔层图案化的开口显露出的金属底材上，进行无电解电镀的置换或还原金属湿式制程，以沉积形成该金属层，且可于该金属层上进行打线接合。

在本发明中，该金属层的材质可为金、银、铜、铂、钯、镍、锌、铬或IIIA族金属、IVA族金属等金属：又，于二极管晶圆或芯片区域上制作的阻隔层，可于金属底材的产生前制作、产生后制作或者前后均制作之；至于该金属底材的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，且在该金属底材的材质选择上，通常为金，亦可为银、铜、铂、钯、镍、锌、铬或IIIA族金属、IVA族金属、VA族金属等金属，或者上述金属种类一种以上所形成的双层金属或合金底材。

由此，当该金属层的材质为金时，该无电解电镀的置换或还原金属湿式制程所使用的反应液内，可添加有亚硫酸金盐、硫代硫酸金盐、三氯化金等金属盐类或其错化合物。

又，当该金属底材的材质为铜或含铜80％以上的铜合金时，使用无电解镀金的湿式制程，以置换反应，将金反应至该金属底材的表面；且当该金属底材的材质为铜或含铜80％以上的铜合金时，使用无电解镀银的湿式制程，以置换反应，将银反应至该金属底材的表面。

又，当该金属底材的材质为镍或含铜/镍复合金属层，使用无电解镀金的湿式制程，以置换反应，将金反应至该金属底材的表面。

又，当该金属底材的材质为钯或铂时，使用无电解镀金的湿式制程，以还原反应，将金反应至该金属底材的表面。

综上所述，本发明具有下列优点及实用价值：

1、通过本发明的方法，可产生均匀性极高的金属层，且可于二极管晶圆或芯片的正反两面同时沉积金属层，不仅操作简单，缩短制造时程，且可大幅降低生产成本。

2、通过本发明的方法，可使用还原或置换反应以选择性沉积欲沉积的金属层于金属底材周围或其上，以取代传统使用蒸镀或溅镀为整面金属沉积，大幅节省金属的耗用量，并节省耗电量、降低操作与生产成本。

3、通过本发明的方法，设备支出远较传统使用蒸镀或溅镀为低，故可大幅节省设备投资，降低生产成本。

4、通过本发明的方法，其所制得的金属层的表面较传统使用蒸镀或溅镀所产生的表面粗糙，故可有效提高打线或焊接的附着力，提升产品品质的可靠度，使得产品的市场竞争力更为显著。

5、通过本发明的方法，其所制得的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，亦可增强散热效果，以提升产品的品质与可靠度。

归纳以上所述，本发明的方法确实为一具有众多优点及实用价值，并可有效提升整体的经济效益。

综上所述，仅为本发明最佳的一具体实施例，本发明的技巧特征并不局限于此，凡本领域技术人员在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，应均被涵盖在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种制造二极管金属层的方法，其特征在于，该方法先于一欲形成金属层的二极管晶圆或芯片区域，形成一能作为无电解电镀置换或还原金属湿式制程的金属、金属氧化物或合金底材，然后通过不含氰化物的无电解电镀的置换或还原反应，而使一特定金属沉积于金属底材上，以产生所需厚度的金属层，且该金属层的材质为金、银、铜、铂、钯、镍、锌、铬或III A族金属、IVA族金属；该方法还于二极管晶圆或芯片区域上制作一阻隔层，并对该阻隔层进行图案化，以形成多个显露出底材的开口，及在该二极管晶圆或芯片区域上，利用蒸镀、溅镀、电镀或者无电解电镀的方式产生所需的金属底材。

2.如权利要求1所述的制造二极管金属层的方法，其中，该方法还于金属底材制作后于二极管晶圆或芯片区域上制作一阻隔层，并对该阻隔层进行图案化，以形成多个显露出该金属底材的开口，并在图案化阻隔层的开口显露出的金属底材上，进行无电解电镀的置换或还原金属湿式制程，以沉积形成该金属层。

3.如权利要求1所述的制造二极管金属层的方法，其中，该金属底材的制作方法利用蒸镀、溅镀、电镀或者无电解电镀的方式产生，且在金属底材的材质选择上为金、银、铜、铂、钯、镍、锌、铬或III A族金属、IVA族金属、VA族金属，或者上述金属种类一种以上所形成的双层金属或合金底材。

4.如权利要求3所述的制造二极管金属层的方法，其中，当该金属底材的材质为铜或含铜80％以上的铜合金时，使用无电解镀金的湿式制程，以置换反应，将金反应至该金属底材的表面。

5.如权利要求3所述的制造二极管金属层的方法，其中，当该金属底材的材质为铜或含铜80％以上的铜合金时，使用无电解镀银的湿式制程，以置换反应，将银反应至该金属底材的表面。

6.如权利要求3所述的制造二极管金属层的方法，其中，当该金属底材的材质为镍或含铜/镍复合金属层，使用无电解镀金的湿式制程，以置换反应，将金反应至该金属底材的表面。

7.如权利要求3所述的制造二极管金属层的方法，其中，当该金属底材的材质为钯或铂时，使用无电解镀金的湿式制程，以还原反应，将金反应至该金属底材的表面。