焊盘结构的制作方法及倒装LED芯片的制作方法技术

公开了一种焊盘结构的制作方法，所述焊盘结构应用于倒装LED芯片，所述倒装LED芯片包括由上而下的衬底、外延层、电流扩展层、连通电极、绝缘反射层和焊盘结构，包括：通过蒸发或溅射方式在所述绝缘反射层上形成第一接触层；通过电镀或化学镀方式在所述第一接触层上形成阻隔层；通过电镀或化学镀方式形成共金层；所述共金层的材料为锡银合金。本发明专利技术还提供了一种倒装LED芯片的制作方法，解决了回流焊过程中锡向芯片表面扩展的问题，工艺简单、成本低，便于大量生产。

【技术实现步骤摘要】
焊盘结构的制作方法及倒装LED芯片的制作方法
本专利技术涉及半导体光电芯片制造
，特别涉及一种焊盘结构的制作方法及倒装LED芯片的制作方法。
技术介绍
自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。然而，对于LED来说，要代替传统光源进入高端照明领域，其发光亮度的提高是至关重要的。倒装LED芯片的基本结构是将正装LED芯片倒装焊接于导电导热性能良好的基板上，使发热比较集中的发光外延层更接近于散热热沉，以便大部分热量通过基板导出，而不是通过散热不良的蓝宝石生长衬底导出，这在一定程度上缓解了LED芯片的散热问题；并且，倒装LED芯片的出光面与焊盘面是方向相反的两个面，避免了LED焊盘对LED芯片发光面积的影响，即在LED芯片面积确定的情况下，与正装LED芯片相比，倒装LED芯片的发光面积更大，发光效率更高；同时，倒装LED芯片可实现无金线芯片级封装；综上，倒装LED芯片因具有散热好，出光面积大，可实现芯片级封装等优势，越来越受到LED领域尤其是中大功率应用市场的重视和青睐。倒装LED芯片有共晶焊和回流焊两种焊接工艺，与共晶焊相比，回流焊因产能大、成本低等优点被广大LED封装企业所接受。倒装LED芯片倒置于基板之上，在LED焊盘和基本之间设置锡膏，并将其放置在回流炉内，经过预热、恒温、回流、冷却等方式使倒装LED芯片焊盘和基板通过锡膏形成共金，完成焊接的过程即为金锡回流焊。金锡回流焊的温度一般高于280度，在金锡回流焊过程中，高温的锡易于扩散到芯片表面，导致芯片失效，是影响倒装LED良率的关键因素之一，业界通常在倒装芯片焊盘中加入镍等难熔金属来阻止锡扩散。但镍等难熔金属蒸发速率非常低，故镍层厚度一般只有一千埃左右，此厚度难以完全阻止回流焊过程中锡的扩散，如若封装体再次使用回流焊焊接到线路板上，锡会再次扩散，进一步降低倒装LED芯片的良率，故倒装LED芯片回流焊过程中导致的锡扩散问题亟待解决。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种焊盘结构的制作方法及倒装LED芯片的制作方法，以解决回流焊过程中导致锡扩散的问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种焊盘结构的制作方法，所述焊盘结构应用于倒装LED芯片，所述LED倒装芯片包括由上而下的衬底、外延层、电流扩展层、连通电极、绝缘反射层和焊盘结构，包括：通过蒸发或溅射方式在所述绝缘反射层上形成第一接触层；通过电镀或化学镀方式在所述第一接触层上形成阻隔层；通过电镀或化学镀方式形成共金层；所述共金层的材料为锡银合金。优选地，所述锡银合金中银的含量为3％-5％。优选地，所述共金层的厚度为0.1-1μm。优选地，所述第一接触层包括钛层及钛层之上的铝层。优选地，所述阻隔层的材料为镍。优选地，所述阻隔层的厚度为0.1-5μm。根据本专利技术的另一方面，提供一种倒装LED芯片的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成的第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述外延层中形成有至少一个暴露所述第一半导体层的凹槽；在所述第二半导体层上形成电流扩展层，所述电流扩展层中形成有暴露所述凹槽的电流扩展层开孔；形成第一连通电极和第二连通电极，所述第一连通电极位于所述凹槽内的第一半导体层上，所述第二连通电极位于所述电流扩展层上；在所述电流扩展层上形成绝缘反射层，所述绝缘反射层中形成有暴露所述第一连通电极的第一绝缘反射层开孔和暴露所述第二连通电极的第二绝缘反射层开孔；在所述绝缘反射层上形成第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过第一绝缘反射层开孔与所述第一连通电极形成电连接，所述第二焊盘通过第二绝缘反射层开孔与所述第二连通电极形成电连接；其中，所述第一焊盘和所述第二焊盘均包括依次形成的第一接触层、阻隔层和共金层，所述共金层的材料为锡银合金。优选地，在所述绝缘反射层上形成第一焊盘和第二焊盘包括：通过蒸发或溅射方式在所述绝缘反射层上形成第一接触层；通过电镀或化学镀方式在所述第一接触层上形成阻隔层；通过电镀或化学镀方式形成共金层。优选地，所述锡银合金中银的含量为3％-5％。优选地，所述共金层的厚度为0.1-1μm。优选地，所述第一接触层包括钛层及钛层之上的铝层。优选地，所述阻隔层的材料为镍。优选地，所述阻隔层的厚度为0.1-5μm。优选地，形成第一连通电极和所述第二连通电极包括：通过蒸发或溅射方式在所述第一半导体层以及电流扩展层上形成第二接触层；通过蒸发或溅射方式在所述第二接触层上形成电连接层。优选地，所述第二接触层的材料为铬。优选地，所述电连接层为由至少两种金属交替分布形成的周期性多层金属膜，所述周期数为2-10。优选地，所述电连接层的材料为铝、镍或金中的至少两种。优选地，所述多层金属膜由铝膜和镍膜交替分布形成。优选地，所述多层金属膜由铝膜、镍膜、金膜、镍膜交替分布形成。优选地，所述铝膜和镍膜的厚度比为3:1～10:1。优选地，所述金膜和镍膜的厚度比为3：1～15:1。优选地，所述倒装LED芯片的制作方法还包括：在所述绝缘反射层和第一焊盘、第二焊盘之间形成至少一层金属层和至少一层绝缘层；其中，所述金属层和所述绝缘层交替分布。本专利技术提供的焊盘结构的制作方法及倒装LED芯片的制作方法，通过电镀方式或化学镀方式形成具有0.1-1μm的锡银合金共金层的焊盘，其中银的含量为3％-5％，解决回流焊过程中锡向芯片表面扩展的问题，工艺简单、成本低，便于大量生产。进一步地，所述倒装LED芯片的制作方法还通过将周期性交替分布的多层金属膜作为连通电极的电连接层，以及合理设置各层金属膜厚度的比例，缓解连通电极自身的应力；根据电连接层以及电流扩展层的材料属性选择第一接触层和第二接触层的材料使所述倒装LED芯片的连通电极与上面的焊盘以及下面的半导体层形成良好的物理连接和电连接。进一步地，在所述绝缘反射层和第一焊盘、第二焊盘之间形成至少一层金属层和至少一层绝缘层；其中，所述金属层和所述绝缘层交替分布，还可进一步提高倒装LED芯片的发光亮度和发光均匀性。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例一形成外延层后的俯视图；图2是沿图1的AA’方向的剖面示意图；图3是沿图1的BB’方向的剖面示意图；图4是本专利技术实施例一形成凹槽后的俯视图；图5是沿图4的AA’方向的剖面示意图；图6是沿图4的BB’方向的剖面示意图；图7是本专利技术实施例一形成电流扩展层后的俯视图；图8是沿图7的AA’方向的剖面示意图；图9是沿图7的BB’方向的剖面示意图；图10是本专利技术实施例一形成第一连通电极和第二连通电极后的俯视图；图11是沿图10的AA’方向的剖面示意图；图12是沿图10的BB’方向的剖面示意图；图13是本专利技术实施例一形成绝缘反射层后的俯视图；图14是沿图13的AA’方向的剖面示意图；图15是沿图13的BB’方向的剖面示意图；图16是本专利技术实施例一形成第一焊盘和第二焊盘后的俯视图；图17是沿图16的AA’方向的剖面示意图；图18是沿图16的BB’方向的剖面示意图；图19是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊盘结构的制作方法，所述焊盘结构应用于倒装LED芯片，所述倒装LED芯片包括由上而下的衬底、外延层、电流扩展层、连通电极、绝缘反射层和焊盘结构，其特征在于，包括：通过蒸发或溅射方式在所述绝缘反射层上形成第一接触层；通过电镀或化学镀方式在所述第一接触层上形成阻隔层；通过电镀或化学镀方式形成共金层；所述共金层的材料为锡银合金。

【技术特征摘要】
1.一种焊盘结构的制作方法，所述焊盘结构应用于倒装LED芯片，所述倒装LED芯片包括由上而下的衬底、外延层、电流扩展层、连通电极、绝缘反射层和焊盘结构，其特征在于，包括：通过蒸发或溅射方式在所述绝缘反射层上形成第一接触层；通过电镀或化学镀方式在所述第一接触层上形成阻隔层；通过电镀或化学镀方式形成共金层；所述共金层的材料为锡银合金。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述锡银合金中银的含量为3％-5％。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述共金层的厚度为0.1-1μm。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一接触层包括钛层及钛层之上的铝层。5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述阻隔层的材料为镍。6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述阻隔层的厚度为0.1-5μm。7.一种倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成的第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述外延层中形成有至少一个暴露所述第一半导体层的凹槽；在所述第二半导体层上形成电流扩展层，所述电流扩展层中形成有暴露所述凹槽的电流扩展层开孔；形成第一连通电极和第二连通电极，所述第一连通电极位于所述凹槽内的第一半导体层上，所述第二连通电极位于所述电流扩展层上；在所述电流扩展层上形成绝缘反射层，所述绝缘反射层中形成有暴露所述第一连通电极的第一绝缘反射层开孔和暴露所述第二连通电极的第二绝缘反射层开孔；在所述绝缘反射层上形成第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过第一绝缘反射层开孔与所述第一连通电极形成电连接，所述第二焊盘通过第二绝缘反射层开孔与所述第二连通电极形成电连接；其中，所述第一焊盘和所述第二焊盘均包括依次形成的第一接触层、阻隔层和共金层，所述共金层的材料为锡银合金。8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述绝缘反射层上形成第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东昇，丁海生，马新刚，赵进超，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33