[發明專利]一種倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法

有效

• 申請號: 202110096248.2
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112928194B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張建華;殷錄橋;嵇嘯嘯
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，所述方法包括：

在倒裝Micro LED芯片上表面覆蓋一層粘附層；所述粘附層在增加芯片與種子層粘附性的同時，避免種子層的金屬與芯片表面的金屬和SiO₂發生擴散，導致電學性能降低，所述粘附層的材料為一層或多層的鈦、鎳、鎢、鉬、鉑或鉭，或者為兩種或兩種以上合金，厚度范圍在1nm~1μm；

形成覆蓋所述粘附層的種子層；所述種子層的材料為Cu，為后續生長膜厚較厚的第一鍵合層提供基礎，減少孔隙和晶格缺陷；

在所述種子層上形成第一鍵合層；所述第一鍵合層的材料為Cu；

在所述第一鍵合層上形成催化層；所述催化層的材料為Ag，用于降低芯片與基板的鍵合溫度；

在所述催化層上形成第二鍵合層；所述第二鍵合層的材料是Sn或In；

將所述倒裝Micro LED芯片的第二鍵合層與基板鍵合金屬層接觸并通過鍵合工藝將所述第一鍵合層、所述催化層和所述第二鍵合層鍵合于所述基板鍵合金屬層。

2.根據權利要求1所述的倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，所述在所述催化層上形成第二鍵合層之后，還包括：

在所述第二鍵合層上旋涂光刻膠圖，并進行光刻；

通過干法刻蝕或濕法腐蝕的方法去除所述粘附層、所述種子層、所述第一鍵合層、所述催化層和所述第二鍵合層的多余部分；剩余部分面積小于或等于電極表面積；

去除光刻膠。

3.一種倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，所述方法包括：

通過光刻工藝暴露出Micro LED芯片的P電極和N電極，并在電極上形成圖案；

在所述圖案上覆蓋一層粘附層；所述粘附層在增加芯片與種子層粘附性的同時，避免種子層的金屬與芯片表面的金屬和SiO₂發生擴散，導致電學性能降低，所述粘附層的材料為一層或多層的鈦、鎳、鎢、鉬、鉑或鉭，或者為兩種或兩種以上合金，厚度范圍在1nm~1μm；

形成覆蓋所述粘附層的種子層；所述種子層的材料為Cu，為后續生長膜厚較厚的第一鍵合層提供基礎，減少孔隙和晶格缺陷；

在所述種子層上形成第一鍵合層；所述第一鍵合層的材料為Cu；

在所述第一鍵合層上形成催化層；所述催化層的材料為Ag，用于降低芯片與基板的鍵合溫度；

在所述催化層上形成第二鍵合層；所述第二鍵合層的材料是Sn或In；

將所述倒裝Micro LED芯片的第二鍵合層與基板鍵合金屬層接觸并通過鍵合工藝將所述第一鍵合層、所述催化層和所述第二鍵合層鍵合于所述基板鍵合金屬層。

4.根據權利要求3所述的倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，所述通過光刻工藝暴露出Micro LED芯片的P電極和N電極，并在電極上形成圖案，具體包括：

在倒裝Micro LED芯片上旋涂負性光刻膠；

通過光刻工藝形成所需圖案；所述圖案的面積小于或等于電極的表面積，從而暴露出Micro LED芯片的P電極和N電極。

5.根據權利要求3或4所述的倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，在所述第一鍵合層上形成催化層之后，還包括：

通過剝離工藝將光刻膠上的金屬剝離，并去除光刻膠。

6.根據權利要求4所述的倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，所述光刻工藝包括：薄膜沉積、光刻膠涂覆、光刻、顯影、刻蝕和去除光刻膠工藝。

7.根據權利要求1或3所述的倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，所述粘附層、所述種子層和所述催化層通過sputter、E-beam、電鍍或化學鍍的方式形成；

所述第一鍵合層和所述第二鍵合層通過E-beam、電鍍或化學鍍的方式形成。

8.根據權利要求1或3所述的倒裝Micro LED芯片與基板的鍵合方法，其特征在于，

所述催化層厚度為1nm~1μm。