[發明專利]一種提高倒裝焊芯片亮度的方法

無效

• 申請號: 200610030770.6
• 申請日: 2006-09-04
• 公開（公告）號: CN101140963A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 馮雅清;葉國光;應華兵;章加奇
• 申請（專利權）人: 上海藍寶光電材料有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/60
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種提高倒裝焊芯片亮度的方法，尤其涉及一種在倒裝芯片配套基板上鍍上金屬增加光的反射，從而提高芯片亮度的方法，屬于LED技術領域。

背景技術

所謂的發光二極管(LED)就是將具備直接能隙的半導體材料做成P/N二極管，在熱平衡的條件下，大部份的電子沒有足夠的能量躍升至導電帶。再施以順向偏壓，則電子會躍升至導電帶，而電子在原價鍵帶上的原位置即產生空穴。在適當的偏壓下，電子、空穴便會在P/N界面區域(P-N?Juction)結合而發光，電源的電流會不斷地補充電子和空穴給N型半導體和P型半導體，使得電子、空穴結合而發光得以持續進行。LED發光的原理是電子和空穴的結合，電子所帶的能量，以光的形式釋放出來，稱為自發放射。一般LED所放出的光便是屬于此種類型。

傳統的發光二極管LED制作方法是在襯底上外延成長單晶材料結構，通常是負型半導體材料、發光層與正型半導體材料，隨著材料與結構的不同，所發出的光顏色也有了變化，例如氮化鎵通常用于藍光與綠光的材料，而且襯底與材料結構有很大的差別，藍綠與紫光通常以絕緣的藍寶石為襯底外延銦鎵氮結構，外延制程后還要經過電極的制作、負極區域的刻蝕、芯片表面的光刻與清洗、發光特性的檢測、減薄切割成一顆顆的芯片，所以一顆傳統的藍綠光芯片結構如圖1所示，可分成正、負極焊點1、透明電極2、正型氮化鎵3、發光層4、負型氮化鎵6、本質型氮化鎵緩沖7、藍寶石襯底8組成，由于藍寶石襯底8的散熱較差，以及發光層與導熱區距離較大，所以傳統的發光二極管芯片只能做小面積約0.3mm×0.3mm與低電流20毫安的應用，功率只有約0.07w，而大尺寸芯片因散熱原因而光效低。隨著芯片制程能力不斷地提升，發光二極管要求的發光效率與亮度不斷地增加，傳統的制程已不敷未來的應用，散熱佳、發光效率高與高功率的發光二極管芯片已漸漸步出舞臺，倒裝焊工藝的發光二極管于是漸漸取代傳統的工藝成為大功率芯片的主流工藝倒裝大功率芯片外延的結構與傳統的發光二極管結構相同，但芯片制作工藝卻不盡相同，如圖2所示，它將芯片的襯底8變為發光正面，電極9與硅熱沉基板12上的金球10貼合，因此倒裝焊芯片與硅熱沉基板12熱沉區很接近，散熱效果增加，大電流驅動也不會有余熱，所以芯片面積可以加大到1mm×1mm甚至更大，也可以在大電流下使用350毫安甚至更高，進而達到1瓦甚至更高功率。但由于硅熱沉基板12上的金屬電路11占硅熱沉基板12表面面積比例較少，且同樣對光的吸收率較高，因此當光照在硅熱沉基板12上時，絕大多數的光被硅熱沉基板12吸收，反射很少；另外，用于倒裝焊芯片與硅熱沉基板結合的金屬球10為金球，本身對光的吸收也很多，從而造成目前倒裝芯片的發光效率只有～301m/W。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高倒裝焊芯片亮度的方法。

為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種提高倒裝焊芯片亮度的方法，其特征在于，將高反射率的金屬取代傳統高吸光金屬電路、增大金屬電路面積，從而降低硅基板的吸光區域，以及吸光的金球鍍上一層高反射率金屬，降低金屬吸光，其方法為：

(1)首先將50～500μm厚的硅熱沉基板放在熱反應爐中使其表面氧化，

生成0.1～10um厚的一層二氧化硅，用曝光機光刻出占硅熱沉基板的表面面積在40％～95％的相鄰兩塊二氧化硅膜，用1％～30％氫氟酸緩沖溶液將不需要的二氧化硅蝕刻掉；

(2)用蒸鍍機蒸鍍上一層0.1～10μm厚的高反射率的金屬鈦鎳銀于二氧化硅膜上，用硝酸鐵蝕刻出占硅熱沉基板的表面面積百分比在60％～98％的相鄰兩塊鈦鎳銀金屬正負電極；

(3)其次在兩塊正負電極表面用植球機分別植上金球，接著在兩塊正負電極和金球上用蒸鍍機鍍上一層0.1～10μm的高反射率金屬層，然后通過1％～30％氫氟酸溶液蝕刻的金屬層黏附在正負電極和金球上；

(4)最后用邦定機將芯片倒置，使芯片電極與金球對準，再通過邦定機的加熱、超聲，使芯片電極與金球牢固結合。