CN111799354A - 一种高推力值的MiniLED芯片制备方法 - Google Patents
一种高推力值的MiniLED芯片制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111799354A CN111799354A CN202010530828.3A CN202010530828A CN111799354A CN 111799354 A CN111799354 A CN 111799354A CN 202010530828 A CN202010530828 A CN 202010530828A CN 111799354 A CN111799354 A CN 111799354A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- pad
- bonding pad
- thickness
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007771 core particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 abstract description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910009815 Ti3O5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明属于半导体发光二极管技术领域，涉及一种高推力值的MiniLED芯片制备方法。本发明使用新的倒装芯片焊盘设计方法，设计具有高推力值的焊盘结构，包括反射层金属，阻挡层金属，粘附层金属，与Sn结合层等金属。解决应用端推力值的低的问题，提高可靠性。本发明通过芯片焊盘的结构设计的方案，增加弹性模量大的金属。使产品经过多次高温回流固晶后仍具有较优的推力值，提高应用的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于半导体发光二极管技术领域，涉及一种高推力值的MiniLED芯片制备方法。
背景技术
随着显示技术的进步，各面板厂商除了进行OLED产品的竞争，也相继推出使用倒装Mini LED应用为背光的产品来媲美OLED的显示屏,且MiniLED具有更好的产品寿命，且在某些细分市场例如监控器等领域是OLED无法替代的，但由于LED芯片面积较小，因此固晶的稳定程度对可靠性的影响至关重要。
本发明通过对MiniLED芯片焊盘结构进行特殊设计，使应用端在进行产品固晶和返修解焊重新固晶后均具有较优的推力值，提高产品的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于使用新的倒装芯片焊盘设计方法，设计具有高推力值的焊盘结构。解决应用端推力值的低的问题，提高可靠性。其中包括反射层金属，阻挡层金属，粘附层金属，与Sn结合层等金属。使其具有高反射率和高粘附力推力的结构。提高MiniLED的固晶和返修可靠性。
本发明的技术方案：
一种高推力值的MiniLED芯片制备方法，包括以下步骤：
S1、提供一衬底1，依次在衬底1上制作N型半导体层2、发光层3和P型半导体层4，形成外延层；
S2、分别在P型半导体层4和N型半导体层2上形成PN电极5，该PN电极5底层为厚度100nm的高反射金属层或厚度100～500nm铝；
S3、沉积DBR反射层，在PN电极5上方进行光刻和刻蚀，刻穿到PN电极5位置，制作DBR反射层6；
S4、制作PN焊盘7，将PN焊盘7对应与PN电极5导通；PN焊盘7设计如下：
PN焊盘7主要由从下到上的焊盘粘附层8、焊盘反射层9、焊盘阻挡层10、高弹性模量层11和焊盘结合层12组成；
其中，焊盘粘附层8为Ti、Ni或Cr形成的金属层，为与DBR反射层6相黏附，厚度为0.5～100nm；当选择Ti时，厚度为5nm；
焊盘反射层9为Al或Ag形成的金属层，厚度大于100nm；当选择Al时，厚度为1000nm；厚度偏薄则无法成膜达不到较好的反射率；
焊盘阻挡层10为Ti形成的金属层，厚度为50nm～300nm；厚度过薄则无法起到阻挡固晶时锡的效果；
焊盘反射层9和焊盘阻挡层10交替堆叠，堆叠对数为3～7对，用于增加阻挡效果；
高弹性模量层11为Ni形成的金属层，厚度为300nm～2000nm，厚度过薄固晶或返修时会溶掉部分Ni，导致无Ni剩余，推力值过小；厚度过厚则由于应力过大会造成焊盘脱落现象；
焊盘结合层12为Au形成的金属层，厚度为50nm～500nm，优选200nm；主要为后续芯片应用固晶时，与固晶锡膏的结合层和芯片点测的接触层接触，厚度过薄会导致点测稳定性较差，厚度过厚金属较为浪费且与锡结合过多造成焊盘脱落的外观异常情况。
焊盘各层金属的沉积可使用E-Beam机台或Sputter机台进行沉积，膜层沉积时可使用50～100℃或常温条件均可，材料可选用颗粒及靶材均可。
S5、进行切裂，形成芯粒。
本发明的有益效果：本发明通过芯片焊盘的结构设计的方案，增加弹性模量大的金属。使产品经过多次高温回流固晶后仍具有较优的推力值，提高应用的可靠性。
附图说明
图1是Mini LED芯片结构图。
图2是本发明的焊盘结构图。
图中：1衬底；2N型半导体层；3发光层；4P型半导体层；5PN电极；6DBR反射层；7PN焊盘；8焊盘黏附层；9焊盘反射层；10焊盘阻挡层；11高弹性模量层；12焊盘结合层。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种高推力值的MiniLED芯片制备方法，包括以下步骤：
S1、提供一衬底1，依次在衬底1上制作N型半导体层2、发光层3和P型半导体层4，形成外延层；
S2、使用蒸镀或溅射方式分别在P型半导体层4和N型半导体层2上形成PN电极5，该PN电极5底层为厚度100nm的高反射金属层Al或厚度100～500nm铝；
S3、使用蒸镀方式进行沉积SiO2及Ti3O5交替组成的DBR布拉格反射层，沉积温度为23℃～200℃，在PN电极5上方进行光刻和刻蚀，刻穿到PN电极5位置，制作DBR反射层6；
S4、使用蒸镀或溅射方式制作PN焊盘7，将PN焊盘7对应与PN电极5导通；PN焊盘7设计如下：
PN焊盘7主要由从下到上的焊盘粘附层8、焊盘反射层9、焊盘阻挡层10、高弹性模量层11和焊盘结合层12组成；
其中，焊盘粘附层8为Ti、Ni或Cr形成的金属层，为与DBR反射层6相黏附，厚度为0.5～100nm；当选择Ti时，厚度为50A；
焊盘反射层9为Al或Ag形成的金属层，厚度大于100nm；当选择Al时，厚度为1000nm；厚度偏薄则无法成膜达不到较好的反射率；
焊盘阻挡层10为Ti形成的金属层，厚度为50～300nm；厚度过薄则无法起到阻挡固晶时锡的效果；
焊盘反射层9和焊盘阻挡层10交替堆叠，堆叠对数为3～7对，用于增加阻挡效果；
高弹性模量层11为Ni形成的金属层，厚度为300～2000nm，厚度过薄固晶或返修时会溶掉部分Ni，导致无Ni剩余，推力值过小；厚度过厚则由于应力过大会造成焊盘脱落现象；
焊盘结合层12为Au形成的金属层，厚度为50～500nm，优选200nm；主要为后续芯片应用固晶时，与固晶锡膏的结合层和芯片点测的接触层接触，厚度过薄会导致点测稳定性较差，厚度过厚金属较为浪费且与锡结合过多造成焊盘脱落的外观异常情况。
焊盘各层金属的沉积可使用E-Beam机台或Sputter机台进行沉积，膜层沉积时可使用23℃条件，材料选用颗粒。
S5、进行切裂，形成芯粒。
Claims (5)
1.一种高推力值的MiniLED芯片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供一衬底，依次在衬底上制作N型半导体层、发光层和P型半导体层，形成外延层；
S2、分别在P型半导体层和N型半导体层上形成PN电极，该PN电极底层为厚度100nm的高反射金属层或厚度100～500nm铝；
S3、沉积DBR反射层，在PN电极上方进行光刻和刻蚀，刻穿到PN电极位置，制作DBR反射层；
S4、制作PN焊盘，将PN焊盘对应与PN电极导通；PN焊盘设计如下：
PN焊盘主要由从下到上的焊盘粘附层、焊盘反射层、焊盘阻挡层、高弹性模量层和焊盘结合层组成；
其中，焊盘粘附层为Ti、Ni或Cr形成的金属层，为与DBR反射层6相黏附，厚度为0.5～100nm；
焊盘反射层9为Al或Ag形成的金属层，厚度大于100nm；
焊盘阻挡层10为Ti形成的金属层，厚度为50nm～300nm；
焊盘反射层9和焊盘阻挡层10交替堆叠，堆叠对数为3～7对，用于增加阻挡效果；
高弹性模量层11为Ni形成的金属层，厚度为300nm～2000nm；
焊盘结合层12为Au形成的金属层，厚度为50nm～500nm；
S5、进行切裂，形成芯粒。
2.根据权利要求1所述的高推力值的MiniLED芯片制备方法，其特征在于，焊盘粘附层为Ti形成的金属层，厚度为5nm。
3.根据权利要求1或2所述的高推力值的MiniLED芯片制备方法，其特征在于，焊盘反射层9为Al形成的金属层，厚度为1000nm。
4.根据权利要求1或2所述的高推力值的MiniLED芯片制备方法，其特征在于，PN焊盘各层金属的沉积使用E-Beam机台或Sputter机台进行沉积，膜层沉积时使用50～100℃或常温条件，材料选用颗粒或靶材。
5.根据权利要求3所述的高推力值的MiniLED芯片制备方法，其特征在于，PN焊盘各层金属的沉积使用E-Beam机台或Sputter机台进行沉积，膜层沉积时使用50～100℃或常温条件，材料选用颗粒或靶材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010530828.3A CN111799354A (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种高推力值的MiniLED芯片制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010530828.3A CN111799354A (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种高推力值的MiniLED芯片制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111799354A true CN111799354A (zh) | 2020-10-20 |
Family
ID=72803283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010530828.3A Pending CN111799354A (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种高推力值的MiniLED芯片制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111799354A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5134460A (en) * | 1986-08-11 | 1992-07-28 | International Business Machines Corporation | Aluminum bump, reworkable bump, and titanium nitride structure for tab bonding |
| CN104576868A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种iii族半导体发光器件的制作方法 |
| CN105720140A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-06-29 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | GaN基LED垂直芯片结构及制备方法 |
| CN105762242A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-07-13 | 晶能光电（江西）有限公司 | 一种GaN基薄膜LED芯片及其制备方法 |
| CN105895772A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管芯片 |
| CN106098893A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种简易odr结构的倒装氮化镓基发光二极管及其制备方法 |
| CN109301047A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-02-01 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种微小尺寸显像led芯片及其制作方法 |
| CN110767794A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-07 | 江苏新广联科技股份有限公司 | 一种led显示芯片及其制作方法 |
| CN110828625A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-21 | 江苏新广联科技股份有限公司 | 一种倒装芯片及其制作方法 |
| CN110993760A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-10 | 江苏新广联科技股份有限公司 | 具有温度监控的大功率倒装led芯片及制备方法 |
| CN111081832A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-28 | 福建兆元光电有限公司 | 一种Mini LED芯片及制造方法 |
-
2020
- 2020-06-11 CN CN202010530828.3A patent/CN111799354A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5134460A (en) * | 1986-08-11 | 1992-07-28 | International Business Machines Corporation | Aluminum bump, reworkable bump, and titanium nitride structure for tab bonding |
| CN105762242A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-07-13 | 晶能光电（江西）有限公司 | 一种GaN基薄膜LED芯片及其制备方法 |
| CN104576868A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种iii族半导体发光器件的制作方法 |
| CN105895772A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管芯片 |
| CN105720140A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-06-29 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | GaN基LED垂直芯片结构及制备方法 |
| CN106098893A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种简易odr结构的倒装氮化镓基发光二极管及其制备方法 |
| CN109301047A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-02-01 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种微小尺寸显像led芯片及其制作方法 |
| CN110767794A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-07 | 江苏新广联科技股份有限公司 | 一种led显示芯片及其制作方法 |
| CN110828625A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-21 | 江苏新广联科技股份有限公司 | 一种倒装芯片及其制作方法 |
| CN111081832A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-28 | 福建兆元光电有限公司 | 一种Mini LED芯片及制造方法 |
| CN110993760A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-10 | 江苏新广联科技股份有限公司 | 具有温度监控的大功率倒装led芯片及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3736181B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
| JP5633057B2 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光装置 | |
| US6964878B2 (en) | Method for producing light emitting diode | |
| US6194743B1 (en) | Nitride semiconductor light emitting device having a silver p-contact | |
| CN112164742B (zh) | 一种发光二极管 | |
| CN100550447C (zh) | 倒装型氮化物半导体发光器件 | |
| TWI746922B (zh) | 具有反射電極之發光裝置 | |
| WO2009119640A1 (ja) | 半導体発光素子およびそれを用いる照明装置 | |
| JP3847477B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
| CN109244197A (zh) | 一种倒装结构发光二极管芯片及其制备方法 | |
| CN113363363B (zh) | 半导体发光二极管及其制备方法 | |
| JP2018113442A (ja) | 電流遮断層を有する発光素子 | |
| CN111799353A (zh) | 一种制备MiniLED芯片的方法 | |
| CN108475715A (zh) | 半导体发光元件 | |
| WO2022140898A1 (zh) | 高压倒装发光二极管芯片及其制备方法 | |
| CN115579438A (zh) | 一种倒装银镜发光二极管芯片及其制备方法 | |
| CN113410359B (zh) | 一种发光二极管芯片、发光装置及显示装置 | |
| JP2012529170A (ja) | 発光半導体装置及び製造方法 | |
| JP5708285B2 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光装置 | |
| CN113540311A (zh) | 一种倒装发光二极管和发光装置 | |
| CN111799354A (zh) | 一种高推力值的MiniLED芯片制备方法 | |
| CN107808890A (zh) | 一种led芯片及其制备方法 | |
| CN114093988A (zh) | 一种倒装Mini LED芯片及其制造方法 | |
| CN113363373A (zh) | 一种半导体发光元件和发光装置 | |
| CN115621401A (zh) | 微型led封装结构及其封装方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201020 |