一种LED芯片的键合方法技术

本发明专利技术提出一种LED芯片的键合方法，包括如下步骤：提供一转移衬底和一异质衬底氮化物半导体结构，在所述转移衬底上生长第一金属层，在所述异质衬底氮化物半导体结构上生长第二金属层，其中，所述第一金属层、或所述第二金属层、或者所述第一金属层和所述第二金属层均形成有凹槽；所述的第一金属层和第二金属层通过键合方法形成第三金属层。本发明专利技术提出的一种LED芯片的键合方法，提高了LED芯片制造过程中的产品良率和改善散热效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电芯片制造领域，尤其涉及一种LED芯片的键合方法，实现高可靠性以及高良率的LED芯片键合。
技术介绍
照明发光二极管(light-emitting diode, LED)根据发光材料的不同可以发射不同颜色的光。1993年，蓝色氮化镓(GaN)LED技术获得突破，在此基础上1996年实现了无机LED白光发射。由于LED具有低电压驱动、全固态、低功耗、无频闪、高可靠性等优点，作 为新一代照明用光源而备受瞩目，为适应其照明的需求，要求进一步提高LED发光效率以及取得更好的散热效果。LED通过制备LED芯片而获得，而芯片键合是LED芯片制造中关键的步骤，即两种衬底上生长相应的金属层，然后通过一定的外界条件使两种衬底上生长的金属层粘合在一起。芯片键合被广泛应用于垂直结构、倒装结构、平面结构的芯片制作中，其中在垂直结构的芯片制作中尤为广泛。现有的芯片键合多采用蒸镀方法在所述的两种衬底上分别生长相应的金属层，然后通过热压的方法键合。因为在热压的过程中，该方法形成的键合表面的局部区域由于金属挤压的不均匀性会导致有些区域凸起或凹陷，不仅影响产品的良率，而且其散热效果并不足够理想。为了解决上述问题，有必要设计一种键合方法用以LED芯片的制造来提高LED产品的良率及相应的散热性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LED芯片的键合方法，以提高LED芯片制造过程中的产品良率和改善散热效果。为解决上述问题，本专利技术提供了一种LED芯片的键合方法，包括如下步骤提供一转移衬底和一异质衬底氮化物半导体结构，在所述转移衬底上生长第一金属层，在所述异质衬底氮化物半导体结构上生长第二金属层，其中，所述第一金属层、或所述第二金属层、或者所述第一金属层和所述第二金属层均形成有凹槽；所述的第一金属层和第二金属层通过键合方法形成第三金属层进一步的，所述凹槽的形成方法为湿法腐蚀、干法刻蚀、纳米压印、剥离中的任何一种或者几种方法的组合。进一步的，形成所述凹槽的俯视形状为圆形、弧形、矩形、规则多边形或者不规则多边形的一种或者多种。进一步的，所述凹槽的俯视形状为圆形，圆形的直径为0. Iii m-100 iim，相邻凹槽的间隔为0. I u m-150 u m,凹槽的深度为0. I u m-2 u m。进一步的，所述凹槽的俯视形状为矩形，矩形的长为0. I i! m-100 ym，矩形的宽为0. I u m-100 V- m,相邻凹槽的间隔为0. I u m-150 u m,凹槽的深度为0. I u m-2 u m。进一步的，所述转移衬底使用的材料为砷化镓、氮化镓、氮化铝、氮化铝家、玻璃、氧化锌、硅或者铝与硅两种材料的合金，或铜、钥、钨、镍四种金属中至少两种金属的组合。进一步的，所述的第一金属层和第二金属层使用的材料为金、锡、钼、镍、钛、铝、银、钯、铅、铟中的一种或者多种。进一步的，所述的第一金属层和第二金属层分别采用蒸发、溅射、电镀或者喷涂的方法形成。进一步的，所述键合方法为热压键合、热声键合、超声键合中的任意一种方法或者两种方法。进一步的，所述LED芯片的结构为垂直结构、倒装结构或平面结构中的一种。由上述技术方案可见，与现有的芯片键合相比，本专利技术公开的LED芯片的键合方 法，由于通过在转移衬底表面和异质衬底表面分别形成相应的第一和第二金属层之后，在所述转移衬底的第一金属层或在所述异质衬底的第二金属层或是同时在所述转移衬底的第一金属层和所述异质衬底的第二金属层上形成一些凹槽，再通过键合方法将所述转移衬底上形成的第一金属层，或所述异质衬底上形成的第二金属层，或在所述转移衬底上形成的第一金属层和在所述异质衬底上形成的第二金属层进行键合形成第三金属层，金属挤压时，正好将凹槽填满，由此避免了第一和第二金属层在热压的过程中，由于金属挤压而造成的键合表面的局部因金属过多而出现凸起或者凹陷的现象，因此提高了形成在两种衬底上的表面金属的键合强度，进而改善了散热效果以及提高了芯片的成品率。附图说明图I是本专利技术一种LED芯片的键合方法流程图；图2A至图2N是本专利技术一种LED芯片的键合方法的剖面示意图；图3是本专利技术一种LED芯片的键合方法中形成有凹槽的键合金属层的俯视图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。其次，本专利技术利用示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。参见图3，本专利技术所提供的一种LED芯片的键合方法流程为SlOO :提供一转移衬底和一异质衬底氮化物半导体结构，在所述转移衬底上生长第一金属层，在所述异质衬底氮化物半导体结构上生长第二金属层，其中，所述第一金属层、或所述第二金属层、或者所述第一金属层和所述第二金属层均形成有凹槽；SlOl :所述的第一金属层和第二金属层通过键合方法形成第三金属层。下面以图I所示的方法流程为例，结合附图2A至2N和图3，对一种LED芯片的键合方法的制作工艺进行详细描述。实施例一SlOO :提供一转移衬底和一异质衬底氮化物半导体结构，在所述转移衬底上生长第一金属层，在所述异质衬底氮化物半导体结构上生长第二金属层，其中，所述第一金属层、或所述第二金属层、或者所述第一金属层和所述第二金属层同时形成有凹槽。首先，参见图2A，提供一异质衬底氮化物半导体结构30。其中，所述异质衬底氮化物半导体结构30形成的过程为在异质衬底20上由下至上依次生长氮化镓(GaN)缓冲层22、N型氮化物半导体24、发光层26、P型氮化物半导体28，形成所述异质衬底氮化物半导体结构30，所述异质衬底20为蓝宝石衬底。其次，参见图2B，提供一转移衬底32。其中，所述转移衬底32使用的材料为砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铝镓(GaAlN)、玻璃、氧化锌(ZnO)、硅(Si)，或者铝(Al)与硅(Si)两种材料的合金，或铜(Cu)、钥(Mo)、钨(W)、镍(Ni)四种金属中至少两种金属的组合。再次,参见图2C,在所述转移衬底32的表面形成第一金属层34。于是，参见图2D，在所述P型氮化物半导体30的表面上形成第二金属层36。所述第一金属层和第二金属层的厚度为0.5 以上，可以保证键合的强度。其中，采用蒸发、溅射、电镀或者喷涂的方法形成所述第一金属层34和第二金属层36，优选的，采用电子束蒸发的方式蒸镀，其蒸发速度快；所述第一金属层34和第二金属层36使用的材料为金(Au)、锡(Sn)、钼(Pt)、镍(Ni)、钛(Ti)、铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铅(Pb)、铟(In)中的一种或者多种。优选的，所述第一金属层34和第二金属层36使用的材料为Au，便于通过分子间的作用力进行键合，有益于提高键合强度以及不会发生互扩散，且制成的工艺窗口宽，有利于后续在高温下进行键合。优选地,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片的键合方法，其特征在于，包括步骤 提供一转移衬底和一异质衬底氮化物半导体结构，在所述转移衬底上生长第一金属层，在所述异质衬底氮化物半导体结构上生长第二金属层，其中，所述第一金属层、或所述第二金属层、或者所述第一金属层和所述第二金属层均形成有凹槽； 所述的第一金属层和第二金属层通过键合方法形成第三金属层。2.根据权利要求I所述的LED芯片的键合方法，其特征在于所述凹槽的形成方法为湿法腐蚀、干法刻蚀、纳米压印、剥离中的任何一种或者几种方法的组合。3.根据权利要求I所述的LED芯片的键合方法，其特征在于形成所述凹槽的俯视形状为圆形、弧形、矩形、规则多边形或者不规则多边形的一种或者多种。4.根据权利要求3所述的LED芯片的键合方法，其特征在于所述凹槽的俯视形状为圆形，圆形的直径为0. I ii m-100 v- m,相邻凹槽的间隔为0. I y m-150 u m,凹槽的深度为0. I u m-2 u m05.根据权利要求3所述的LED芯片的键合方法，其特征在于所述凹槽的俯视形状为矩形，...

【专利技术属性】
技术研发人员：万远涛，张昊翔，封飞飞，金豫浙，高耀辉，李东昇，江忠永，
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：