[發明專利]一種LED芯片的鍵合方法

有效

• 申請號: 201210179068.1
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102709204A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 萬遠濤;張昊翔;封飛飛;金豫浙;高耀輝;李東昇;江忠永
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/603
• 分類號: H01L21/603;H01L33/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體光電芯片制造領域，尤其涉及一種LED芯片的鍵合方法，實現高可靠性以及高良率的LED芯片鍵合。

背景技術

照明發光二極管(light-emitting?diode，LED)根據發光材料的不同可以發射不同顏色的光。1993年，藍色氮化鎵(GaN)LED技術獲得突破，在此基礎上1996年實現了無機LED白光發射。由于LED具有低電壓驅動、全固態、低功耗、無頻閃、高可靠性等優點，作為新一代照明用光源而備受矚目，為適應其照明的需求，要求進一步提高LED發光效率以及取得更好的散熱效果。

LED通過制備LED芯片而獲得，而芯片鍵合是LED芯片制造中關鍵的步驟，即兩種襯底上生長相應的金屬層，然后通過一定的外界條件使兩種襯底上生長的金屬層粘合在一起。芯片鍵合被廣泛應用于垂直結構、倒裝結構、平面結構的芯片制作中，其中在垂直結構的芯片制作中尤為廣泛?，F有的芯片鍵合多采用蒸鍍方法在所述的兩種襯底上分別生長相應的金屬層，然后通過熱壓的方法鍵合。因為在熱壓的過程中，該方法形成的鍵合表面的局部區域由于金屬擠壓的不均勻性會導致有些區域凸起或凹陷，不僅影響產品的良率，而且其散熱效果并不足夠理想。

為了解決上述問題，有必要設計一種鍵合方法用以LED芯片的制造來提高LED產品的良率及相應的散熱性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種LED芯片的鍵合方法，以提高LED芯片制造過程中的產品良率和改善散熱效果。

為解決上述問題，本發明提供了一種LED芯片的鍵合方法，包括如下步驟：提供一轉移襯底和一異質襯底氮化物半導體結構，在所述轉移襯底上生長第一金屬層，在所述異質襯底氮化物半導體結構上生長第二金屬層，其中，所述第一金屬層、或所述第二金屬層、或者所述第一金屬層和所述第二金屬層均形成有凹槽；所述的第一金屬層和第二金屬層通過鍵合方法形成第三金屬層

進一步的，所述凹槽的形成方法為濕法腐蝕、干法刻蝕、納米壓印、剝離中的任何一種或者幾種方法的組合。

進一步的，形成所述凹槽的俯視形狀為圓形、弧形、矩形、規則多邊形或者不規則多邊形的一種或者多種。

進一步的，所述凹槽的俯視形狀為圓形，圓形的直徑為0.1μm-100μm，相鄰凹槽的間隔為0.1μm-150μm，凹槽的深度為0.1μm-2μm。

進一步的，所述凹槽的俯視形狀為矩形，矩形的長為0.1μm-100μm，矩形的寬為0.1μm-100μm，相鄰凹槽的間隔為0.1μm-150μm，凹槽的深度為0.1μm-2μm。

進一步的，所述轉移襯底使用的材料為砷化鎵、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋁家、玻璃、氧化鋅、硅或者鋁與硅兩種材料的合金，或銅、鉬、鎢、鎳四種金屬中至少兩種金屬的組合。

進一步的，所述的第一金屬層和第二金屬層使用的材料為金、錫、鉑、鎳、鈦、鋁、銀、鈀、鉛、銦中的一種或者多種。

進一步的，所述的第一金屬層和第二金屬層分別采用蒸發、濺射、電鍍或者噴涂的方法形成。

進一步的，所述鍵合方法為熱壓鍵合、熱聲鍵合、超聲鍵合中的任意一種方法或者兩種方法。

進一步的，所述LED芯片的結構為垂直結構、倒裝結構或平面結構中的一種。

由上述技術方案可見，與現有的芯片鍵合相比，本發明公開的LED芯片的鍵合方法，由于通過在轉移襯底表面和異質襯底表面分別形成相應的第一和第二金屬層之后，在所述轉移襯底的第一金屬層或在所述異質襯底的第二金屬層或是同時在所述轉移襯底的第一金屬層和所述異質襯底的第二金屬層上形成一些凹槽，再通過鍵合方法將所述轉移襯底上形成的第一金屬層，或所述異質襯底上形成的第二金屬層，或在所述轉移襯底上形成的第一金屬層和在所述異質襯底上形成的第二金屬層進行鍵合形成第三金屬層，金屬擠壓時，正好將凹槽填滿，由此避免了第一和第二金屬層在熱壓的過程中，由于金屬擠壓而造成的鍵合表面的局部因金屬過多而出現凸起或者凹陷的現象，因此提高了形成在兩種襯底上的表面金屬的鍵合強度，進而改善了散熱效果以及提高了芯片的成品率。

附圖說明

圖1是本發明一種LED芯片的鍵合方法流程圖；

圖2A至圖2N是本發明一種LED芯片的鍵合方法的剖面示意圖；

圖3是本發明一種LED芯片的鍵合方法中形成有凹槽的鍵合金屬層的俯視圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。