一种应用大马士革工艺的mini/microLED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术涉及LED技术领域，具体涉及一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片及其制作方法，该制作方法包括以下步骤：沉积第一钝化层、抛光、沉积SiN

【技术实现步骤摘要】
一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及LED
，具体是涉及一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]现有的mini/micro LED芯片，在焊盘电极部分，通常采用Au电极，这种工艺是LED制造的传统方式，但是对于mini/micro LED芯片，芯片封装端通常需要厚锡电极，厚度通常要求20μm以上。
[0003]目前实现厚锡电极有两种方式，一种是在芯片端，利用传统负胶剥离技术来制作厚锡电极，这样做有几个缺点，一是需要非常厚的负性光刻胶，这给芯片制造带来困难，首先，能达到这样厚度的光刻胶非常昂贵；其次，负胶的分辨率相比正胶本身就低，加上大厚度，光刻精度更加难以保证；再次，因为锡是低熔点金属，在厚度非常厚的情况下，在使用传统的电子束蒸镀时，非常容易造成蒸镀机的污染，并且极大的提高了蒸镀机的维护成本。另外一种方式，是在封装端对电极表面刷锡膏，但是由于mini/micro LED芯片本身尺寸非常小，电极也很小，就要求用于刷锡膏的钢网精度非常高，这对于芯片的封装是非常困难的事情，且提高了成本。
[0004]鉴于上述情况，寻求一种工艺稳定、精度高、无污染、成本低的mini/micro LED芯片及其制作方法显得非常必要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片及其制作方法，该制作方法采用大马士革工艺制作mini/micro LED的焊盘锡电极，可避免使用负胶剥离或在封装端刷锡膏，可制作厚电极，精度高，提高了工艺的稳定性和方便客户端应用；采用溅射种子层和电镀相结合的方式，根本上避免使用金属蒸镀机，无污染蒸镀机问题，维护成本低。
[0006]mini/micro LED芯片在进行大马士革工艺之前，先进行生长外延层、将mini/micro LED外延片与宝蓝石基板键合、去除衬底、台面制作、P电极制作、N电极制作和隔离道制作工序。
[0007]本专利技术提供的一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片的制作方法，包括以下步骤：S1.沉积第一钝化层：使用PECVD（等离子增强型化学气相沉积）技术，在完成隔离道制作的外延片表面沉积SiO2；S2.抛光第一钝化层：使用表面化学机械抛光技术对第一钝化层进行抛光处理；S3.沉积SiN
x
腐蚀阻挡层：利用HDPECVD（高密度等离子体增强化学物理沉积）技术在抛光处理的第一钝化层上沉积SiN
x
（碳化硅），然后利用正性光刻掩膜技术，在SiN
x
上制作出接触孔图形，蚀刻后去除光刻胶；
S4.沉积第二钝化层：使用PECVD技术在S3处理后的SiN
x
表面和接触孔上沉积SiO2；S5.蚀刻焊线电极图形：利用光刻掩膜技术制作出接触孔图形，以正性光刻胶作为掩膜，ICP（光刻掩膜）蚀刻出接触孔，在蚀刻过程中，利用SiO2与SiN
x
蚀刻速率不同，一部分停止在SiN
x
层上，而在SiN
x
开口部分，将会被继续蚀刻，一直蚀刻到P/N电极，图形蚀刻结束后，去除光刻胶；S6.制作焊盘电极：使用磁控溅射技术，在表面依次沉积Ti、Au、Ni；然后以TiAuNi作为种子层，使用电镀技术，在表面电镀上焊盘电极Sn；S7.抛光表面电极：利用大马士革工艺抛光至第二钝化层的SiO2层自然停止；S8.蓝宝石减薄、最后抛光、进行激光隐形切割、劈裂，完成芯片制作。
[0008]本技术方案采用大马士革工艺制作mini/micro LED的焊盘锡电极，规避了电极金属难以蚀刻的问题，可制作厚电极，尺寸精度高，同时在蚀刻接触孔时，使用SiN
x
作为腐蚀阻挡层，可很好控制接触孔的开口尺寸，防止蚀刻厚的SiO2时，由于侧蚀导致接触孔变形；采用溅射种子层和电镀相结合的方式，可从根本上避免使用金属蒸镀机，不存在污染蒸镀机和蒸镀机维护问题。
[0009]进一步的，上述技术方案S1中，所述沉积SiO2的厚度为5
‑
6μm，折射率控制在1.45
‑
1.46之间。
[0010]进一步的，上述技术方案S2中，所述抛光处理后，表面粗糙度控制在1
‑
5nm。
[0011]进一步的，上述技术方案S2中，所述表面化学机械抛光工艺条件为：工作压力为1.5
‑
2.5psi，上盘转速为100
±
5rpm，下盘转速为90
±
5rpm，抛光时间为5
‑
8min，磨料使用直径为30
‑
50nm的球形SiO2。
[0012]进一步的，上述技术方案S4中，所述沉积SiO2的厚度为15
‑
20μm，折射率控制在1.45
‑
1.46之间。
[0013]进一步的，上述技术方案S1、S4中，所述PECVD技术的工艺参数均为：反应气体为SiH4与N2O，流量比为1:4，载气为N2，占总体气流量的50%，射频功率为50
‑
60W，腔体压力90
‑
110Pa。本技术方案中利用化学机械抛光方法，可避免了使用负胶剥离带来图形相貌差、光刻条件难以控制、去胶困难等问题。
[0014]进一步的，上述技术方案S6中，所述Ti、Au、Ni的厚度分别是30nm、50nm、100nm。
[0015]进一步的，上述技术方案S6中，所述焊盘电极Sn的厚度大于20μm。本技术方案中所制作的焊盘锡电极厚度大于20μm可满足mini/micro LED芯片封装需求。
[0016]进一步的，上述技术方案S8中，使用机械研磨减薄，减薄厚度为80
‑
100μm。
[0017]本专利技术还提供一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片，由上述应用大马士革工艺制作方法制得。
[0018]本专利技术与现有技术相比，其有益效果有：1.本专利技术采用大马士革方法制作mini/micro LED的焊盘锡电极，无需进行金属层的蚀刻，规避了电极金属难以蚀刻的问题，具有大马士革工艺本身的优势，可制作厚电极，图形精度高，同时可避免使用负胶剥离或在封装端刷锡膏，提高了工艺的稳定性，以及方便了客户端的应用。
[0019]2.本专利技术采用磁控溅射种子层和电镀相结合的方式，可从根本上避免使用金属蒸镀机，也不存在污染蒸镀机与维护的问题。
[0020]3.本专利技术利用正胶和氧化膜（SiO2）组合的方式，可以提高图形的分辨率。
[0021]4.本专利技术利用化学机械抛光的方法，避免了使用负胶剥离带来的图形相貌差、光刻条件难以控制、去胶困难等问题。
[0022]5.本专利技术制作方法工艺稳定、尺寸精度高、不会污染蒸镀机、成本低。
附图说明
[0023]图1为本专利技术应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.沉积第一钝化层：使用PECVD技术，在完成隔离道制作的外延片表面沉积SiO2；S2.抛光第一钝化层：使用表面化学机械抛光技术对第一钝化层进行抛光处理；S3.沉积SiN
x
腐蚀阻挡层：利用HDPECVD技术在抛光处理的第一钝化层上沉积SiN
x
，然后利用正性光刻掩膜技术，在SiN
x
上制作出接触孔图形，蚀刻后去除光刻胶；S4.沉积第二钝化层：使用PECVD技术在S3处理后的SiN
x
表面和接触孔上沉积SiO2；S5.蚀刻焊线电极图形：利用光刻掩膜技术制作出接触孔图形，以正性光刻胶作为掩膜，ICP蚀刻出接触孔，在蚀刻过程中，利用SiO2与SiN
x
蚀刻速率不同，一部分停止在SiN
x
层上，而在SiN
x
开口部分，将会被继续蚀刻，一直蚀刻到P/N电极，图形蚀刻结束后，去除光刻胶；S6.制作焊盘电极：使用磁控溅射技术，在表面依次沉积Ti、Au、Ni；然后以TiAuNi作为种子层，使用电镀技术，在表面电镀上焊盘电极Sn；S7.抛光表面电极：利用大马士革工艺抛光至第二钝化层的SiO2层自然停止；S8.蓝宝石减薄、最后抛光、进行激光隐形切割、劈裂，完成芯片制作。2.根据权利要求1所述的一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片的制作方法，其特征在于，S1中，所述沉积SiO2的厚度为5
‑
6μm，折射率控制在1.45
‑
1.46之间。3.根据权利要求1所述的一种应用大马士革工艺的mini/micro LED芯片的制作方法，其特征在于，S2中，所述抛光处理后，表面粗糙度控制在1
‑
5nm。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊承，赵敏博，谈凯强，刘苏杰，王克来，白继锋，熊珊，潘彬，王向武，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：