CN111799357A - 一种具有锡焊盘的led芯片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于半导体发光二极管技术领域，涉及一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法。本发明采用锡焊盘工艺制作的MiniLED芯片，可以制作10um以上的锡厚度焊盘，优于蒸镀作业厚度。可以使芯片直接应用于各类基板上使用，达到较好的成品率和返修能力。

Description

一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法
技术领域
本发明属于半导体发光二极管技术领域，涉及一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法。
背景技术
直下式背光的产品已开始成为主流，将MiniLED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MiniLED应用的重要开发需求之一，若使用较为常见的锡膏固晶工艺成品率较低，使用AuSn焊盘工艺价格昂贵且不具备返修能力，因此对于锡焊盘的工艺制备尤为重要。Mini LED芯片可直接贴片在基板上，制作所需的锡厚度进行固晶，且有较好的良率和返修能力，解决应用端的低良率难题。
发明内容
采用锡焊盘工艺制作的MiniLED芯片，可以制作10um以上的锡厚度焊盘，优于蒸镀作业厚度。芯片可直接应用到各类基板上，良品率优于锡膏固晶工，且具有较好的基板芯片返工作业。
本发明的目的在于通过倒装MiniLED芯片制作锡焊盘，可以使芯片直接应用于各类基板上使用，达到较好的成品率和返修能力。
本发明的技术方案：
一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法，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；
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、使用光刻胶进行焊盘层光刻，沉积PN焊盘，去除光刻胶；
S10、使用电镀方式进行锡焊盘制作：
(1)采用高粘度负性光刻胶进行锡焊盘图形光刻，光刻胶厚度大于20um，为所需制作锡焊盘厚度的1.2倍以上；
(2)电镀Ni层和SnAgCu合金层的锡焊盘，Ni层厚度设定在1～10um，锡焊盘整体厚度在20um～150um之间；
(3)电镀结束后进行光刻胶去除；
(4)对于电镀锡焊盘制作有表面为平面形貌或弧状形貌，制作完成后进行切割制作成芯粒。
S12、芯粒使用时，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。
本发明的有益效果：Mini LED芯片可直接贴片在基板上，制作所需的锡厚度进行固晶，且有较好的良率和返修能力，解决应用端的低良率难题。
附图说明
图1是现有的Mini LED设计示意图。
图2是具有锡焊盘的MiniLED设计示意图。
图3是现有的Mini LED设计剖面图。
图4是具有平面锡焊盘的MiniLED设计剖面图。
图5是具有弧面锡焊盘的MiniLED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。
一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法，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图形层，以PV图层为掩模进行ICP刻蚀，刻蚀到漏出PN电极层，去除PV光刻后的光刻胶；
S9、使用光刻胶进行焊盘层光刻，沉积PN焊盘，去除光刻胶；
S10、使用电镀方式进行在PN焊盘上再进行锡焊盘制作：
(1)采用高粘度负性光刻胶进行锡焊盘图形光刻，光刻胶厚度一般大于20um，为所需制作锡焊盘厚度的1.2倍以上；
(2)采用电镀方式进行锡焊盘制作，电镀Ni层和SnAgCu合金层的焊盘，Ni层厚度设定在1～10um，焊盘整体厚度在20um～150um之间；
(3)电镀结束后进行光刻胶去除；
(4)对于电镀锡焊盘可以制作有表面为平面形貌的如图4，也可制作表面为弧状形貌的如图5；
以上为锡焊盘的制作过程，制作完成后可进行切割制作成芯粒。
S12、芯粒使用时，在相应基板上涂布助焊剂，芯粒放在相应位置后进行回流，回流温度可在220℃～270℃之间。

Claims (1)

1.一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法，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；
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、使用光刻胶进行焊盘层光刻，沉积PN焊盘，去除光刻胶；
S10、使用电镀方式进行锡焊盘制作：
(1)采用高粘度负性光刻胶进行锡焊盘图形光刻，光刻胶厚度大于20um，为所需制作锡焊盘厚度的1.2倍以上；
(2)电镀Ni层和SnAgCu合金层的锡焊盘，Ni层厚度设定在1～10um，锡焊盘整体厚度在20um～150um之间；
(3)电镀结束后进行光刻胶去除；
(4)对于电镀锡焊盘制作有表面为平面形貌或弧状形貌，制作完成后进行切割制作成芯粒；
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