一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法转让专利

申请号 : CN202010529907.2

文献号 : CN111799357A

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 王思博廖汉忠

申请人 : 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司

摘要 :

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。

权利要求 :

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;

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。

说明书 :

一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法

技术领域

[0001] 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

[0002] 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

[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 本发明的技术方案:
[0006] 一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法,包括以下步骤:
[0007] 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;
[0008] 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;
[0009] 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;
[0010] 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;
[0011] 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;
[0012] 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;
[0013] 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;
[0014] 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;
[0015] S9、使用光刻胶进行焊盘层光刻,沉积PN焊盘,去除光刻胶;
[0016] S10、使用电镀方式进行锡焊盘制作:
[0017] (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;
[0018] (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;
[0019] (3)电镀结束后进行光刻胶去除;
[0020] (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。
[0021] 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。
[0022] 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

[0023] 图1是现有的Mini LED设计示意图。
[0024] 图2是具有锡焊盘的MiniLED设计示意图。
[0025] 图3是现有的Mini LED设计剖面图。
[0026] 图4是具有平面锡焊盘的MiniLED设计剖面图。
[0027] 图5是具有弧面锡焊盘的MiniLED设计剖面图。

具体实施方式

[0028] 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。
[0029] 一种具有锡焊盘的LED芯片的制备方法,包括以下步骤:
[0030] 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;
[0031] 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;
[0032] 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;
[0033] 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;
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 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;
[0037] 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;
[0038] S9、使用光刻胶进行焊盘层光刻,沉积PN焊盘,去除光刻胶;
[0039] S10、使用电镀方式进行在PN焊盘上再进行锡焊盘制作:
[0040] (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;
[0041] (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;
[0042] (3)电镀结束后进行光刻胶去除;
[0043] (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;
[0044] 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。
[0045] 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。