CN101447539A - 一种半导体表面金键合电极的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是工艺方法步骤为：首先提供半导体底材，形成金属复合结构，之后利用碱性溶液将半导体底材表面的光阻层去除，在去除底材表面光阻层的同时，附着于光阻层表面的金属将同时去除，但空白区域的金属将保留在底材表面，形成所需电极，形成半导体表面与金属的欧姆接触，在所蒸镀的金属复合结构中加入了钯作为铍原子在高温下扩散的阻隔层以保证电极的键合性能。本发明的优点是：1.避免了因丝网堵塞、变形所造成的电极脱落及图案变形；2.实现了降低Au层厚度节约成本之目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极的制作方法，尤其涉及一种半导体表面金键合电极的制作方法。
背景技术
半导体发光器件(LED)芯片的生产中，金及其合金是制作键合电极的主要原材料，在生产成本中占有较大比重，人们迫切地需要寻找既可降低贵金属成本，又能保证键合电极可焊性能的方法。
当前的制作LED芯片电极的方法主要有两种：第一种是在外延片表面一次性蒸镀AuBe/Au结构，通过不锈钢丝网剥离形成所需图形，再高温合金化形成电极与外延材料表面的欧姆接触。此方法的缺点是AuBe在高温合金化时Be原子会向上面的Au层扩散，Au层可焊性显著下降；为了避免这种不良影响，需在蒸镀时加厚Au层，加大了高纯金的使用量，提高了生产成本。另外，由于电极的图形是通过不锈钢丝网形成的，丝网的变形、堵塞等会造成电极图形的变形或脱落。第二种制作方法是先蒸镀一层较薄的AuBe/Au结构，利用湿法腐蚀的方法形成所需的电极图形，通过高温合金化形成电极与外延材料表面的欧姆接触。然后在此图形的基础上再蒸镀Ti/Au层，通过对版、湿法刻蚀的手段来形成第一次相同的图案，此方法的缺点是需要进行对版、湿法腐蚀等操作，劳动量大、生产周期长、图形变形等质量问题，成品率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体表面金键合电极的制作方法，该制作方法具有操作简便、成本低并可有效提高产品的品质及合格率。
本发明是这样来实现的，其特征是工艺方法步骤为：首先提供一III—V族化合物半导体底材，然后涂覆一光阻层于半导体底材上，且在光阻层中形成电极区域空白区，接着通过真空蒸镀的方法依次蒸镀所需的金属，形成金属复合结构，之后利用碱性溶液将半导体底材表面的光阻层去除，在去除底材表面光阻层的同时，附着于光阻层表面的金属将同时去除，但电极空白区域的金属将保留在底材表面，形成所需电极，将表面具有电极的底材放置在高温氮氢混合气体环境下进行合金化操作，形成半导体表面与金属的欧姆接触，在所蒸镀的金属复合结构中加入了钯做为铍原子在高温下扩散的阻隔层以保证电极的键合性能。
本发明所述的复合结构的层次依为：Ti/AuBe/Au/Pd/Au。
本发明所述的电极通过进行一底材表面光阻层的去除制程并保留电极区域的复合金属形成。
本发明所述的高温合金化时温度不低于390℃，不高于440℃。
本发明所述的第一层Ti的厚度为50-250
。
本发明所述的第四层Pd的厚度为200-500。
本发明所述的第一层Ti也可采用Au层代替。
本发明的优点是：1、具有电极空白区域的光阻层来取代不锈钢丝网来形成电极，从而避免了因丝网堵塞、变形所造成的电极脱落及图案变形；2、在所蒸镀的金属复合结构中加入了Pd层做为减少Be原子在高温合金化时扩散效应的阻隔层，实现了降低Au层厚度之目的，显著降低传统制程的复杂度及其成本，并可有效提高产品的品质及合格率。
具体实施方式
实施例一
首先提供一镓铝铟磷(GaAlInP)底材，然后涂覆一光阻层于底材表面上，且在光阻层中形成电极区域空白区。接着通过真空蒸镀的方法依次蒸镀Ti/AuBe/Au/Pd/Au复合结构。之后利用碱性溶液将半导体底材表面的光阻层去除，在去除底材表面光阻层的同时，附着于光阻层表面的金属将同时去除，但电极区域的金属将保留在底材表面，形成所需电极。将表面具有电极的底材放置在高温氮氢混合气体环境下进行合金化处理，合金化温度420℃，以形成半导体表面与金属的欧姆接触为准。
实施例二
首先提供一砷化镓(GaAs)底材，然后涂覆一光阻层于底材表面上，且在光阻层中形成电极区域空白区。接着通过真空蒸镀的方法依次蒸镀Au/AuBe/Au/Pd/Au复合结构。之后利用碱性溶液将半导体底材表面的光阻层去除，在去除底材表面光阻层的同时，附着于光阻层表面的金属将同时去除，但电极区域的金属将保留在底材表面，形成所需电极。将表面具有电极的底材放置在高温氮氢混合气体环境下进行合金化处理，合金化温度360℃，以形成半导体表面与金属的欧姆接触为准。
实施例三
首先提供一镓铝砷(GaAlAs)底材，然后涂覆一光阻层于底材表面上，且在光阻层中形成电极区域空白区。接着通过真空蒸镀的方法依次蒸镀Au/AuBe/Au/Pd/Au复合结构。之后利用碱性溶液将半导体底材表面的光阻层去除，在去除底材表面光阻层的同时，附着于光阻层表面的金属将同时去除，但电极区域的金属将保留在底材表面，形成所需电极。将表面具有电极的底材放置在高温氮氢混合气体环境下进行合金处理，合金化温度为380℃，以形成半导体表面与金属的欧姆接触为准。
Claims (7)
1、一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是工艺方法步骤为：首先提供一III—V族化合物半导体底材，然后涂覆一光阻层于半导体底材上，且在光阻层中形成电极区域空白区，接着通过真空蒸镀的方法依次蒸镀所需的金属，形成金属复合结构，之后利用碱性溶液将半导体底材表面的光阻层去除，在去除底材表面光阻层的同时，附着于光阻层表面的金属将同时去除，但电极空白区域的金属将保留在底材表面，形成所需电极，将表面具有电极的底材放置在高温氮氢混合气体环境下进行合金化操作，形成半导体表面与金属的欧姆接触，在所蒸镀的金属复合结构中加入了钯做为铍原子在高温下扩散的阻隔层以保证电极的键合性能。
2、根据权利要求1所述的一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是复合结构的层次依为：Ti/AuBe/Au/Pd/Au。
3、根据权利要求1所述的一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是所述的电极需通过进行一底材表面光阻层的去除制程并保留电极区域的复合金属形成。
4，根据权利要求1所述的一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征在于高温合金化时温度不低于390℃，不高于440℃。
5、根据权利要求1所述的一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是所述的第一层Ti的厚度为50-250。
6、根据权利要求1所述的一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是所述的第四层Pd的厚度为200-500。
7、根据权利要求1所述的一种半导体表面金键合电极的制作方法，其特征是所述的第一层Ti可采用Au层代替。
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