【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及micro-led的晶圆键合结构。本专利技术还涉及micro-led的晶圆键合结构的键合方法。
技术介绍
1、晶圆级键合技术广泛的应用于发光二极管器件制造工艺中，对于高亮度垂直结构发光二极管来说，键合界面必须具有高热导和高电导性，大部分金属材料导热性能好的同时导电性能也较好，因此金属键合技术成为目前led产业中最常使用的键合技术，即以金属膜为中间层实现晶圆间连接，金属晶圆键合技术通常有两种基本方法：共晶键合和热压键合。共晶键合相较热压键合具有键合温度低、键合压力小、对样品表面不敏感等优势因此广泛应用于垂直结构led制造工艺中，常用共晶键合金属体系有au-sn、au-in等。影响共晶键合质量的最关键因素为键合温度、压力与时间。目前led制造工艺中，如图1所示，在进行晶圆金属键合时通常将共晶键合所需的两种金属材料(第一共晶金属层7、第二共晶金属层8)分别蒸镀在不同晶圆侧，这样共晶键合的两种金属材料间接触反应的扩散距离较长，为获得均匀良好的键合效果往往需要提高键合温度、压力或增加键合时间，但由此也降低了生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供micro-led的晶圆键合结构，解决了现有共晶键合方式难以兼顾键合效果与生产效率的问题。
2、本专利技术的另一目的在于提供micro-led的晶圆键合结构的键合方法。
3、本专利技术所采用的第一种技术方案是：micro-led的晶圆键合结构，包括通过共晶叠层金属组键合的第一晶圆和第
4、本专利技术第一种技术方案的特点还在于，
5、第一晶圆包括衬底和外延层，外延层上依次沉积有欧姆接触层、反射层、黏附层、阻挡层、多组共晶金属对层和第一共晶金属层，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层的第一共晶金属层和远离阻挡层的第二共晶金属层。
6、衬底为si、sic、蓝宝石、gan或gaas；外延层为gan或algainp；欧姆接触层为金属或金属氧化物，其中金属为ni或au，金属氧化物为ito或zno；反射层为ag、al或au。
7、第二晶圆上依次沉积有黏附层、阻挡层、多组共晶金属对层和第一共晶金属层，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层的第一共晶金属层和远离阻挡层的第二共晶金属层。
8、黏附层为cr或ti；阻挡层为pt或tiw。
9、第一共晶金属层为au，第二共晶金属层为sn或in。
10、本专利技术所采用的第二种技术方案是：micro-led的晶圆键合结构的键合方法，包括以下步骤：
11、步骤1、提供第一晶圆，包括衬底和外延层，对第一晶圆进行有机和无机清洗，其中有机清洗试剂可以是丙酮、乙醇、异丙醇中的一种或多种，无机清洗试剂可以是h2so4:h2o2(体积比7:3)、h2so4:h2o2:h2o(体积比5:1:1)、hcl:hno3(体积比3:1)、hcl中的一种或多种；
12、步骤2、在第一晶圆表面依次沉积欧姆接触层、反射层、黏附层、阻挡层、多组共晶金属对层和第一共晶金属层，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层的第一共晶金属层和远离阻挡层的第二共晶金属层，其中各膜层沉积方法可以是电子束蒸发、热蒸发、磁控溅射等中的一种或多种；
13、步骤3、提供第二晶圆并进行清洗；
14、步骤4、在第二晶圆表面依次沉积黏附层、阻挡层、多组共晶金属对层和第一共晶金属层，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层的第一共晶金属层和远离阻挡层的第二共晶金属层，其中各膜层沉积方法可以是电子束蒸发、热蒸发、磁控溅射等中的一种或多种；
15、步骤5、将第一晶圆最外层的第一共晶金属层与第二晶圆最外层的第一共晶金属层面对面贴合，置于键合夹具中，使用键合机在真空环境中对两贴合晶圆施加压力，并在键合温度下保持至共晶金属层完全反应形成合金。
16、本专利技术第二种技术方案的特点还在于，
17、步骤5中真空环境的真空度为10-3～10-5torr，施加压力为10～100kn，键合温度为180～300℃。
18、本专利技术的有益效果是：本专利技术的micro-led的晶圆键合结构及键合方法，通过将两种共晶层金属分为多组薄层交替堆叠结构，减小共晶金属间接触反应需要的扩散距离。从而在不增大键合温度与压力条件下缩短工艺时间，提高生产效率的同时获得良好均匀的键合效果。
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1.Micro-LED的晶圆键合结构，其特征在于，包括通过共晶叠层金属组键合的第一晶圆和第二晶圆(9)，共晶叠层金属组由多组薄层共晶金属对交替堆叠而成。
2.如权利要求1所述的Micro-LED的晶圆键合结构，其特征在于，所述第一晶圆包括衬底(1)和外延层(2)，外延层(2)上依次沉积有欧姆接触层(3)、反射层(4)、黏附层(5)、阻挡层(6)、多组共晶金属对层和第一共晶金属层(7)，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层(6)的第一共晶金属层(7)和远离阻挡层(6)的第二共晶金属层(8)。
3.如权利要求2所述的Micro-LED的晶圆键合结构，其特征在于，所述衬底(1)为Si、SiC、蓝宝石、GaN或GaAs；外延层(2)为GaN或AlGaInP；欧姆接触层(3)为金属或金属氧化物，其中金属为Ni或Au，金属氧化物为ITO或ZnO；反射层(4)为Ag、Al或Au。
4.如权利要求1所述的Micro-LED的晶圆键合结构，其特征在于，所述第二晶圆(9)上依次沉积有黏附层(5)、阻挡层(6)、多组共晶金属对层和第一共晶金属层(7)，每组共晶金属对层均
5.如权利要求2或4所述的Micro-LED的晶圆键合结构，其特征在于，所述黏附层(5)为Cr或Ti；阻挡层(6)为Pt或TiW。
6.如权利要求2或4所述的Micro-LED的晶圆键合结构，其特征在于，所述第一共晶金属层(7)为Au，第二共晶金属层(8)为Sn或In。
7.如权利要求1所述的Micro-LED的晶圆键合结构的键合方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的Micro-LED的晶圆键合结构的键合方法，其特征在于，所述步骤5中真空环境的真空度为10-3～10-5Torr，施加压力为10～100kN，键合温度为180～300℃。
9.如权利要求7所述的Micro-LED的晶圆键合结构的键合方法，其特征在于，所述步骤1中有机清洗采用的清洗剂为丙酮、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上混合物；无机清洗采用的清洗剂为H2SO4与H2O2混合溶液，H2SO4、H2O2与H2O混合溶液，HCl与HNO3混合溶液，HCl中的一种或两种以上混合物。
10.如权利要求7所述的Micro-LED的晶圆键合结构的键合方法，其特征在于，所述步骤2和步骤4中的沉积方式均为电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射。
...【技术特征摘要】
1.micro-led的晶圆键合结构，其特征在于，包括通过共晶叠层金属组键合的第一晶圆和第二晶圆(9)，共晶叠层金属组由多组薄层共晶金属对交替堆叠而成。
2.如权利要求1所述的micro-led的晶圆键合结构，其特征在于，所述第一晶圆包括衬底(1)和外延层(2)，外延层(2)上依次沉积有欧姆接触层(3)、反射层(4)、黏附层(5)、阻挡层(6)、多组共晶金属对层和第一共晶金属层(7)，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层(6)的第一共晶金属层(7)和远离阻挡层(6)的第二共晶金属层(8)。
3.如权利要求2所述的micro-led的晶圆键合结构，其特征在于，所述衬底(1)为si、sic、蓝宝石、gan或gaas；外延层(2)为gan或algainp；欧姆接触层(3)为金属或金属氧化物，其中金属为ni或au，金属氧化物为ito或zno；反射层(4)为ag、al或au。
4.如权利要求1所述的micro-led的晶圆键合结构，其特征在于，所述第二晶圆(9)上依次沉积有黏附层(5)、阻挡层(6)、多组共晶金属对层和第一共晶金属层(7)，每组共晶金属对层均包括靠近阻挡层(6)的第一共晶金属层(7)和远离阻挡层(6)的第二共晶金属层(8)。
【专利技术属性】
技术研发人员：白旭东，张翼，
申请(专利权)人：西安赛富乐斯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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