CN101465302B - 一种发光二极管芯片制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管芯片制造方法，首先采用掩膜技术，用激光划片技术、ICP技术或RIE技术对芯片的走道刻蚀至蓝宝石衬底或刻入蓝宝石衬底5-50微米，在p-GaN面得到分立的单元后，按常规工艺将芯片制备完毕，但不切割成分立芯片，然后制备反射镜，最后进行键合金属层的制备；将导电导热性能良好的键合基板材料分成分立单元；将分立的键合基板单元采用倒装焊设备或键合设备键合到芯片上，最后采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。这样可以大大降低激光剥离时应力释放对芯片的冲击或震荡，是解决激光剥离产品漏电严重的重要方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管制造方法，尤其是指功率型发光二极管芯片制造方法。
背景技术
以氮化物发光二极管(LED)为基础的节能、环保照明引起世界各国的广泛重视。虽然蓝绿光LED及在其基础之上的白光LED已商业化，但是由于氮化物较强的极化效应，缺乏导热的衬底材料(由于蓝宝石基板不良的热性能和电学性能)，影响了传统的GaNLED的发光效率，导致了功率型LED在大电流密度下的发光效率和可靠性低等问题。
请参见图1所示，通常普遍的功率型LED芯片制备是采用常规芯片制造工艺，芯片制备完毕后，将芯片切割成分立的单元，然后将分立的芯片键合到导电导热的基板上；再采用激光剥离技术将蓝宝石基板剥离去掉，最后将导电导热的基板切割成分立的单元。
其现有常规工艺流程为：
芯片制备---切割(芯片切割分立单元)---键合(将分立的芯片单元键合到导电导热的基板上)---激光剥离(剥离蓝宝石衬底)一切割基板
这种工艺对于功率型激光剥离芯片漏电的改善有较大的局限性。
因此，有必要对现有功率型发光二极管芯片制造方法作进一步改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种发光二极管芯片制造方法，用于降低激光剥离时应力释放对芯片的冲击或震荡，是解决激光剥离产品漏电严重的重要方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种发光二极管芯片制造方法，该发光二极管芯片制造方法包括芯片制备工艺以及键合基板制备工艺，键合基板制备工艺包括将导电导热性能良好的半导体基板或金属基板制备成分立的键合基板；
芯片制备工艺包括以下步骤：
第一步，划片，采用掩膜技术对芯片的走道刻蚀至蓝宝石衬底或刻入蓝宝石衬底5-50微米；
第二步，制备导电层，按常规工艺将芯片制备完毕，不切割成分立芯片；
第三步，采用蒸镀或溅射方式制备金属反射镜；
第四步，采用蒸镀或溅射或电镀方式制备键合金属层；
第五步，将键合基板制备工艺中分立的键合基板用倒装焊设备或键合设备键合到芯片上；
第六步，采用绝缘的胶体物质将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体；
第七步，采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。
作为本发明的一种优选方案之一，将导电导热性能良好的金属基板制备成分立的键合基板包括以下步骤：首先，在金属基板上制备过渡金属层，其次制备成分立的键合基板。
作为本发明的一种优选方案之一，在金属基板上制备过渡金属层采用先镀Ni再镀Cu或单独镀Cu的方式。
作为本发明的一种优选方案之一，将导电导热性能良好的半导体基板制备成分立的键合基板包括以下步骤：首先，在半导体基板上制备欧姆接触层，再制备过渡金属层，最后切割成分立的键合基板。
作为本发明的一种优选方案之一，在半导体基板上制备过渡金属层采用先镀Ni再镀Au或先镀Ti再镀Au或先镀Cr再镀Pt再镀Au的方式。
作为本发明的一种优选方案之一，所述半导体基板的材料为Si或SiC。
作为本发明的一种优选方案之一，所述金属基板的材料为Cu。
作为本发明的一种优选方案之一，所述第一步划片采用激光划片技术、ICP技术或RIE技术。
综上所述，本发明提供一种发光二极管芯片制造方法，在做芯片的常规工艺之前，采用掩膜技术，用激光划片技术、ICP技术或RIE技术对芯片的走道刻蚀至蓝宝石衬底或刻入蓝宝石衬底5-50微米，然后按常规工艺将芯片制备完毕，但不切割成分立芯片，将导电导热性能良好的基板材料切割成分立单元，采用倒装焊设备或键合设备将分立的基板单元键合到芯片上，然后再采用绝缘的胶体物质将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体，最后采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。与常规工艺相比，可以大大降低激光剥离时应力释放对芯片的冲击或震荡，是解决激光剥离产品漏电严重的重要方法。
附图说明
图1是现有发光二极管芯片制造方法流程示意图；
图2是本发明发光二极管芯片制造方法流程示意图；
图3是本发明发光二极管芯片制造方法中金属基板材料制备成分立的键合基板单元的流程示意图；
图4是本发明发光二极管芯片制造方法中半导体基板材料制备成分立的键合基板单元的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤：
请参照图2所示本发明发光二极管芯片制造工艺流程示意图，本发明包括以下步骤：
一种发光二极管芯片制造方法，该发光二极管芯片制造方法包括芯片制备工艺以及键合基板制备工艺，键合基板制备工艺包括将导电导热性能良好的半导体基板或金属基板制备成分立的键合基板；
芯片制备工艺包括以下步骤：
第一步，划片，采用掩膜技术对芯片的走道刻蚀至蓝宝石衬底或刻入蓝宝石衬底5-50微米；
第二步，制备导电层，按常规工艺将芯片制备完毕，不切割成分立芯片；
第三步，采用蒸镀或溅射方式制备金属反射镜；
第四步，采用蒸镀或溅射或电镀方式制备键合金属层；
第五步，将键合基板制备工艺中分立的键合基板用倒装焊设备或键合设备键合到芯片上；
第六步，采用绝缘的胶体物质将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体；
第七步，采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。
在金属基板上制备过渡金属层，然后制备成分立的键合基板，在金属基板上制备过渡金属层采用先镀Ni再镀Cu或单独镀Cu的方式。
在半导体基板上制备欧姆接触层，再制备过渡金属层，最后制备成分立的键合基板。在半导体基板上制备过渡金属层采用先镀Ni再镀Au或先镀Ti再镀Au或先镀Cr再镀Pt再镀Au的方式。
半导体基板的材料为Si或SiC。所述金属基板的材料为Cu。所述第一步划片采用激光划片技术、ICP技术或RIE技术。
实施例一
本发明提供一种发光二极管芯片制造方法，采用掩膜技术后用激光划片技术对芯片的走道刻入蓝宝石衬底10-20微米，然后制备导电层，按常规工艺将芯片制备完毕，但不切割成分立芯片，制备反射镜，制备键合金属层，将导电导热性能良好的硅基板材料切割成分立单元，采用倒装焊设备或键合设备将分立的硅基板单元键合到芯片上，采用环氧树脂将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体。最后采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。
实施例二
本发明提供一种发光二极管芯片制造方法，采用掩膜技术后用ICP技术对芯片的走道刻入蓝宝石衬底20-30微米，然后制备导电层，按常规工艺将芯片制备完毕，但不切割成分立芯片，制备反射镜，制备键合金属层，将导电导热性能良好的铜基板材料切割成分立单元，采用倒装焊设备或键合设备将分立的铜基板单元键合到芯片上，采用环氧树脂将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体。最后采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。
实施例三
本发明提供一种发光二极管芯片制造方法，在做芯片的常规工艺之前，采用掩膜技术后用激光划片技术、ICP技术或RIE技术对芯片的走道刻入蓝宝石衬底30-40微米，然后制备导电层，按常规工艺将芯片制备完毕，但不切割成分立芯片，制备反射镜，制备键合金属层，将导电导热性能良好的硅基板材料切割成分立单元，采用倒装焊设备或键合设备将分立的硅基板单元键合到芯片上，采用环氧树脂将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体。最后采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。
实验结果表明，该技术方案可以大大降低激光剥离时应力释放对芯片的冲击或震荡，减小激光剥离芯片漏电，其漏电比常规工艺降低40％以上。
上述实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。任何不脱离本发明精神和范围的技术方案，如先进行常规芯片制备工艺，再用激光划片技术、ICP技术或RIE技术对芯片的走道进行划片至蓝宝石衬底等步骤均应涵盖在本发明的专利申请范围当中。
Claims (8)
1.一种发光二极管芯片制造方法，其特征在于：该发光二极管芯片制造方法包括芯片制备工艺以及键合基板制备工艺，
键合基板制备工艺包括将导电导热性能良好的半导体基板或金属基板制备成分立的键合基板；
芯片制备工艺包括以下步骤：
第一步，划片，采用掩膜技术对芯片的走道刻蚀至蓝宝石衬底或刻入蓝宝石衬底5-50微米；
第二步，制备导电层，按常规工艺将芯片制备完毕，不切割成分立芯片；
第三步，采用蒸镀或溅射方式制备金属反射镜；
第四步，采用蒸镀或溅射或电镀方式制备键合金属层；
第五步，将键合基板制备工艺中分立的键合基板用倒装焊设备或键合设备键合到芯片上；
第六步，采用绝缘的胶体物质将键合在芯片上的分立键合基板粘接为一个整体；
第七步，采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离。
2.如权利要求1所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于，将导电导热性能良好的金属基板制备成分立的键合基板包括以下步骤：首先，在金属基板上制备过渡金属层，其次制备成分立的键合基板。
3.如权利要求2所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于：在金属基板上制备过渡金属层采用先镀Ni再镀Cu或单独镀Cu的方式。
4.如权利要求1所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于，将导电导热性能良好的半导体基板制备成分立的键合基板包括以下步骤：首先，在半导体基板上制备欧姆接触层，再制备过渡金属层，最后切割成分立的键合基板。
5.如权利要求4所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于：在半导体基板上制备过渡金属层采用先镀Ni再镀Au或先镀Ti再镀Au或先镀Cr再镀Pt再镀Au的方式。
6.如权利要求1所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于：所述半导体基板的材料为Si或SiC。
7.如权利要求1所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于：所述金属基板的材料为Cu。
8.如权利要求1所述的发光二极管芯片制造方法，其特征在于：所述第一步划片采用激光划片技术、ICP技术或RIE技术。
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