CN111799356A - 一种具有凸点焊盘的led芯片设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体反光二极管技术领域，涉及一种具有凸点焊盘的LED芯片设计方法。本发明通过倒装芯片制作具有高粘合性导电性的凸点焊盘，可以使芯片直接应用于各类基板上使用，避免常规锡膏固晶方式的易倾斜，溢出的等确定，以便达到较好的成品率和返修能力。本发明的焊盘设计采用凸点设计且具有好的粘性和导电性，芯片可直接贴片用到各类基板上，避免常规工艺锡膏的影响，良品率优于锡膏固晶工，且具有较好的基板芯片返工作业。
Description
技术领域
本发明属于半导体反光二极管技术领域，涉及一种具有凸点焊盘的LED芯片设计方法。
背景技术
随着LED高端市场的崛起，背光产品，Mini LED等已成为主流，如何将芯片贴片到相应的各类基板上并具有较好的成品率及返工作业能力，已成为应用端的重要开发需求之一，若使用较为常见的锡膏固晶，固晶量的多少以及芯片的大小对于工艺成品率的影响十分巨大，使用AuSn焊盘工艺价格又较为昂贵且不具备返修能力，因此焊盘的设计变得十分重要。
解决的技术问题：
焊盘设计采用凸点设计且具有好的粘性和导电性，芯片可直接贴片用到各类基板上，避免常规工艺锡膏的影响，良品率优于锡膏固晶工，且具有较好的基板芯片返工作业。
本发明设计的LED芯片可直接贴片在基板上，芯片端制作具有凸点和有粘性导电性的焊盘，且有较好的良率和返修能力，解决应用端的低良率，难返修的难题。
发明内容
本发明的目的在于通过倒装芯片制作具有高粘合性导电性的凸点焊盘，可以使芯片直接应用于各类基板上使用，避免常规锡膏固晶方式的易倾斜，溢出的等确定，以便达到较好的成品率和返修能力。
本发明的技术方案：
一种具有凸点焊盘的LED芯片设计方法，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LED晶圆；
S2、使用光刻胶形成MESA图层，以MESA图层为掩模对LED晶圆进行ICP刻蚀，形成N型半导体台面并去除光刻胶；
S3、在LED晶圆上沉积电流阻挡层CBL，使用光刻胶进行CBL光刻，在光刻胶层上形成CBL图层；对CBL图层进行电流阻挡层刻蚀，形成与CBL图层相对应的电流阻挡层，并去除光刻胶；
S4、在LED晶圆上沉积ITO透明导电层，使用光刻胶进行ITO光刻，形成所需ITO图层，以ITO图层为掩模对ITO透明导电层进行ITO刻蚀，去除光刻胶漏出底层ITO透明导电层；
S5、制作隔离槽，使用光刻胶进行Isolation光刻，在光刻胶上形成Isolation图层，以Isolation图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到衬底上形成隔离槽并去除光刻胶；
S6、使用光刻胶先进行光刻，沉积制作P电极和N电极再去除光刻胶；
S7、沉积SiO2及Ti3O5交替组成的DBR布拉格反射层PV，DBR厚度在2～6um；太薄会缺少反射效果，太厚会导致刻蚀时间过长；
S8、使用光刻胶进行PV光刻，在光刻胶上形成PV图层，以PV图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到PN电极层，去除PV光刻后的光刻胶；
S9、制作凸点焊盘，步骤如下：
(1)凸点焊盘的数量为2个或2个的整数倍；凸点焊盘数量为芯片的平整设计为偶数，如果为奇数则在使用时会出现无法水平而倒晶的现象。
(2)凸点焊盘的形状为方形或圆形；
(3)凸点焊盘的厚度为10um～100um，凸点和芯片的总厚度小于芯片的短边宽度；凸点高度小则固晶后推力值会比较低，牢固性较差，厚度过大则易出现倒晶现象；
(4)凸点焊盘采用印刷工艺或电镀方式制作，电镀方式是溅射或蒸镀；
(5)凸点焊盘的材料是Sn，Sn/Ag/Cu，Sn/Cu或Au/Sn有粘合性和导电性的单一金属或合金金属；
(6)凸点焊盘的表面为平面形貌或弧面形貌；
S10、凸点焊盘在使用时，在相应基板上涂布助焊剂，芯粒放在相应位置后进行回流即，回流温度可在220℃～270℃之间。
本发明的有益效果：本发明的焊盘设计采用凸点设计且具有好的粘性和导电性，芯片可直接贴片用到各类基板上，避免常规工艺锡膏的影响，良品率优于锡膏固晶工，且具有较好的基板芯片返工作业。
附图说明
图1是一种双凸点焊盘LED设计示意图。
图2是另一种双凸点焊盘LED设计示意图。
图3是方形四凸点焊盘LED设计示意图。
图4是圆形四凸点焊盘LED设计示意图。
图5是普通焊盘的LED设计剖面图。
图6是具有凸点平面焊盘的LED设计剖面图。
图7是具有凸点弧面焊盘的LED设计剖面图。
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。
一种具有凸点焊盘的LED芯片设计方法，包括以下步骤：
S1、提供一LED晶圆，晶圆包含在衬底上的N型半导体层、发光层和P型半导体层；
S2、使用光刻胶,形成MESA图层的图案，MESA图案根据不同需求进行设计，以MESA图层为掩模对LED晶圆进行ICP刻蚀，刻蚀深度为1～1.6um，形成N型半导体台面并去除光刻胶；
S3、在LED晶圆上沉积电流阻挡层CBL，CBL一般为SiO2，TiO2或SiO2和TiO2叠层结构，厚度为50nm～1000nm，使用光刻胶进行CBL光刻，胶厚一般为2～5um，形成CBL图层；对CBL图层进行电流阻挡层刻蚀，形成与CBL图层相对应的电流阻挡层，并去除光刻胶；
S4、在LED晶圆上沉积ITO透明导电层，沉积方式可以是蒸镀，也可以是溅射方式，厚度为20nm～200nm，使用光刻胶进行ITO光刻，形成所需ITO图层，以ITO图层为掩模对ITO透明导电层进行ITO刻蚀，去除光刻胶漏出底层ITO透明导电层；
S5、制作隔离槽(Isolation)，使用光刻胶进行Isolation光刻，在光刻胶上形成Isolation图形层，以Isolation图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到衬底形成隔离槽并去除光刻胶，Isolation的角度在20～60度；角度过大会导致后面膜层披覆问题，角度过小会占用较多外延层面积导致光电性变差。
S6、使用光刻胶先进行光刻，光刻胶厚度一般为电极厚度的1.2倍以上，然后蒸镀沉积方式制作P电极和N电极再去除光刻胶；PN电极的厚度为1000nm～3000nm。
S7、沉积SiO2及Ti3O5交替组成的DBR布拉格反射层PV，沉积温度为23℃～200℃，DBR厚度一般在2000nm～6000nm，太薄会缺少反射效果，太厚会需要较多的刻蚀时间；
S8、使用光刻胶进行PV光刻，在光刻胶上形成PV图层，以PV图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到PN电极层，去除PV光刻后的光刻胶；
S9、制作凸点焊盘，步骤如下：
(1)凸点焊盘的数量为2个或2个的整数倍；图1和图2为2个焊盘的设计，图3和图4为4个焊盘的设计；凸点焊盘数量为芯片的平整设计为偶数，如果为奇数则在使用时会出现无法水平而倒晶的现象。
(2)凸点焊盘的形状为图1，图2，图3的方形或图4的圆形；
(3)凸点焊盘的厚度为10um～100um，凸点和芯片的总厚度小于芯片的短边宽度；凸点高度小则固晶后推力值会比较低，牢固性较差，厚度过大则易出现倒晶现象；
(4)凸点焊盘采用印刷工艺或电镀方式制作，电镀方式是溅射或蒸镀；
(5)凸点焊盘的材料是Sn，Sn/Ag/Cu，Sn/Cu或Au/Sn有粘合性和导电性的单一金属或合金金属；
(6)凸点焊盘的表面为图6的平面形貌或图7的弧面形貌；
S10、凸点焊盘在使用时，在相应基板上涂布助焊剂，芯粒放在相应位置后进行回流即，回流温度可在220℃～270℃之间。
Claims (1)
1.一种具有凸点焊盘的LED芯片设计方法，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LED晶圆；
S2、使用光刻胶形成MESA图层，以MESA图层为掩模对LED晶圆进行ICP刻蚀，形成N型半导体台面并去除光刻胶；
S3、在LED晶圆上沉积电流阻挡层CBL，使用光刻胶进行CBL光刻，在光刻胶层上形成CBL图层；对CBL图层进行电流阻挡层刻蚀，形成与CBL图层相对应的电流阻挡层，并去除光刻胶；
S4、在LED晶圆上沉积ITO透明导电层，使用光刻胶进行ITO光刻，形成所需ITO图层，以ITO图层为掩模对ITO透明导电层进行ITO刻蚀，去除光刻胶漏出底层ITO透明导电层；
S5、制作隔离槽，使用光刻胶进行Isolation光刻，在光刻胶上形成Isolation图层，以Isolation图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到衬底上形成隔离槽并去除光刻胶；
S6、使用光刻胶先进行光刻，沉积制作P电极和N电极再去除光刻胶；
S7、沉积SiO2及Ti3O5交替组成的DBR布拉格反射层PV，DBR厚度在2～6um；太薄会缺少反射效果，太厚会导致刻蚀时间过长；
S8、使用光刻胶进行PV光刻，在光刻胶上形成PV图层，以PV图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到PN电极层，去除PV光刻后的光刻胶；
S9、制作凸点焊盘，步骤如下：
(1)凸点焊盘的数量为2个或2个的整数倍；
(2)凸点焊盘的形状为方形或圆形；
(3)凸点焊盘的厚度为10um～100um，凸点和芯片的总厚度小于芯片的短边宽度；
(4)凸点焊盘采用印刷工艺或电镀方式制作，电镀方式是溅射或蒸镀；
(5)凸点焊盘的材料是Sn，Sn/Ag/Cu，Sn/Cu或Au/Sn有粘合性和导电性的单一金属或合金金属；
(6)凸点焊盘的表面为平面形貌或弧面形貌；
S10、凸点焊盘在使用时，在相应基板上涂布助焊剂，芯粒放在相应位置后进行回流，回流温度在220℃～270℃之间。
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Application publication date: 20201020 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |