一种半导体基片的大面积邦定结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体基片的大面积邦定结构，包括邦定用半导体基片和邦定用支撑基片，其特征在于：邦定用半导体基片、邦定用支撑基片表面上均设置有键合层，邦定用半导体基片和邦定用支撑基片至少一边的键合层上具有规则或无规则分布的微凸块；邦定用半导体基片键合层与邦定用支撑基片键合层通过邦定工艺进行键合。采用本发明专利技术的方法，可以大幅提高邦定工艺的成品率，还可以大幅减少划片时金属粘连造成的漏电等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺，特别是。
技术介绍
发光二极管在固态照明领域的应用范围越来越广，相应的，对提高发光功率和可靠性都有了较高的要求，采用整片邦定工艺制备的垂直结构LED具有很好的器件散热性、较高的光萃取效率，可以很好的应用于高端LED应用中。很多公司在现有的整片邦定工艺方面申请了专利，基本的工艺特点均在LED外延片和支撑基片表面采用光滑的金属结合面，通过提高温度和压力使结合面发生结合。但是，现有技术的整片邦定工艺的成品率很低，对工艺环境的洁净度、对邦定用LED外延片和支撑基片的表面颗粒度等要求很高，同时邦定工艺需要的工艺温度和压力也比较高，种种因素造成整片邦定LED工艺的应用大受限制。同时，随着LED外延片尺寸的增加和硅衬底LED外延片的出现， 此类工艺限制造成的问题越来越突出。同样的，在多结太阳能电池领域、微电子领域，大面积邦定技术存在同样的技术难题。但是邦定工艺的优势很大，例如，在聚光多结太阳能电池应用中，利用金属支撑基板与多结太阳能电池外延材料进行邦定，结合剥离工艺移除原外延衬底，可以减低重量，降低成本，提高散热性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，可以极大提闻这种大面积基片邦定工艺的成品率。实现本专利技术目的的技术解决方案为: 一种半导体基片的大面积邦定结构，包括邦定用半导体基片和邦定用支撑基片，邦定用半导体基片、邦定用支撑基片表面上均设置有键合层，邦定用半导体基片和邦定用支撑基片至少一边的键合层上具有规则或无规则分布的微凸块；邦定用半导体基片键合层与邦定用支撑基片键合层通过邦定工艺进行键合。邦定用半导体基片表面制备有接触层，在接触层之上形成键合层；邦定用支撑基片包括支撑基片和接触层，接触层形成于支撑基片上，在接触层之上形成键合层。所述邦定用半导体基片和邦定用支撑基片键合层上的微凸块的厚度介于(T15微米之间，厚度为均匀分布；所述微凸块的形状包括圆形、环形、长条形、多边形或其组合。键合层及微凸块的材料为In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、T1、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、N1、PbSn或AuZn中的至少一种材料或上述材料的任意组合。邦定用半导体基片键合层与邦定用支撑基片键合层通过邦定工艺进行点接触或线接触方式的键合。邦定用半导体基片与邦定用支撑基片进行邦定工艺时，优选邦定用半导体基片键合层的微凸块与邦定用支撑基片键合层的微凸块以交叉方向进行键合，形成点接触键合；邦定用半导体基片与邦定用支撑基片进行邦定工艺时，优选邦定用半导体基片键合层的微凸块与邦定用支撑基片键合层的微凸块以相互平行方向进行键合，形成线接触键合。邦定用半导体基片所用衬底材料优选为A1203、S1、SiC、GaP、GaAs、GaAsP、InP、Ge、Ga203、SOI衬底、金属、玻璃、陶瓷或石英；邦定用支撑基片所用材料优选为A1203、S1、SiC、GaP> InP、Ge、金属、玻璃、陶瓷或石英。邦定用半导体基片表面制备的接触层，与半导体基片表面形成紧密接触，该接触层所含材料为 In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、T1、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe> AuGe> N1、PbSn、AuZn、SiNx、Al2O3' ITO、ZnO, TiO2' Si02、MgO、MgF 中的至少一种材料。支撑基片上接触层的材料为选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、T1、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、N1、PbSn或AuZn中的至少一种材料或上述材料的任意组合。一种半导体基片 的大面积邦定结构的制造方法，包括如下步骤: 步骤I):在邦定用半导体基片和邦定用支撑基片上制备接触层，在接触层之上制备键合层，邦定用半导体基片和邦定用支撑基片至少一边的键合层上设有规则或无规则分布微凸块； 步骤2):将邦定用半导体基片键合层与支撑基片键合层通过邦定工艺进行键合，形成点或线接触方式的邦定结构。本专利技术与现有技术相比，其显著优点:(1)通过在半导体基片与邦定用基板上制备不同方向的绑定用金属凸块，将原来邦定技术的面接触改变为均匀的金属点接触或线接触，可以大幅降低邦定工艺所需的压力和温度，同时降低对表面清洁度的要求，避免了原有工艺中表面沾污颗粒对接触面的损伤，大幅提高了邦定工艺的成品率。(2)如果半导体基片圆片邦定的金属凸点图形和范围依据版图设计的芯片范围设计，芯片周围的划片间道不存在邦定用金属层，则还可以大幅减少划片时金属粘连造成的漏电等问题。附图说明图1，左侧图(a)为LED外延片，右侧图(b)为邦定用支撑基板，后续附图同样。图2为LED外延片的基本结构。图3为LED外延片上制备用于邦定的金属层后的示意图。图4为用于邦定的支撑基片的剖面示意图。图5至图9为LED外延片与邦定用基板具有不同凸块形状的不意图。图10为线接触的邦定结构示意图。图11为点接触的邦定结构示意图。其中，标注说明: 100:半导体基片 101:衬底； 102:缓冲层； 103:第一导电类型半导体层；104:发光有源层； 105:第二导电类型半导体层； 106:接触层； 107:键合层； 其中，101层至105层构成权利要求书中所述的一种半导体基片100。201:支撑基片； 202:接触层； 203:键合接触层。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。以一种垂直结构发光元件为例，提出一种邦定结构及工艺制备方法: 邦定用LED外延片包括: 衬底； 缓冲层； 第一导电类型半导体层形成于该缓冲层上； 发光有源层形成于该第一导电类型半导体层上； 第二导电类型半导体层形成于该发光有源层上； 接触层形成于该第二导电类型半导体层上，并与该第二导电类型半导体层形成欧姆接触； 在接触层之上形成键合层，键合层上具有规则或无规则分布微凸块，用以与支撑基片上键合接触层进行键合； 所述的微凸块的厚度介于0.ris微米之间，厚度为均匀分布；所述的微凸块的形状包括圆形、长条形、多边形、或其组合。邦定用支撑基片包括: 支撑基片； 接触层； 在接触层之上形成键合接触层，键合层上具有规则或无规则分布微凸块，用以与LED外延片上键合接触层进行键合； 所述的微凸块的厚度介于0.f 15微米之间，厚度为均匀分布；所述的微凸块的形状包括圆形、长条形、多边形、或其组合；微凸块的材料包括至少一种材料选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、T1、Pb、Pd、Ge、Cu、Ni 构成的材料群组。LED外延片与支撑基片制备工艺完成后，通过绑定工艺将两者绑定结合； 通过剥离工艺将LED外延片的衬底去除，剥离工艺包括但不限于湿法腐蚀、干法刻蚀、机械减薄、激光剥离等技术。具体实施例1，应用于四元系发光二极管的大面积邦定工艺，通常，四元系发光二极管所用衬底为砷化镓衬底101，在砷化镓衬底上外延生长砷化镓缓冲层102 ;生长第一导电类型半导体层103包括:n型砷化镓层、n型InGaP腐蚀停止层、n型掺杂的InGaAlP层；生长多量子阱发光有源层104 ;生长第二导电类型半导体层105:p型掺杂的InGaAlP、p型掺杂的GaP。至此，四元系LED外延片生长完毕。为了进行后续的绑定工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体基片的大面积邦定结构，包括邦定用半导体基片和邦定用支撑基片，其特征在于：邦定用半导体基片、邦定用支撑基片表面上均设置有键合层，邦定用半导体基片和邦定用支撑基片至少一边的键合层上具有规则或无规则分布的微凸块；邦定用半导体基片键合层与邦定用支撑基片键合层通过邦定工艺进行键合。

【技术特征摘要】
1.一种半导体基片的大面积邦定结构，包括邦定用半导体基片和邦定用支撑基片，其特征在于:邦定用半导体基片、邦定用支撑基片表面上均设置有键合层，邦定用半导体基片和邦定用支撑基片至少一边的键合层上具有规则或无规则分布的微凸块；邦定用半导体基片键合层与邦定用支撑基片键合层通过邦定工艺进行键合。2.根据权利要求1所述的半导体基片的大面积邦定结构，其特征在于:邦定用半导体基片表面制备有接触层，在接触层之上形成键合层；邦定用支撑基片包括支撑基片和接触层，接触层形成于支撑基片上，在接触层之上形成键合层。3.根据权利要求1所述的半导体基片的大面积邦定结构，其特征在于:所述邦定用半导体基片和邦定用支撑基片键合层上的微凸块的厚度介于(T15微米之间，厚度为均匀分布；所述微凸块的形状包括圆形、环形、长条形、多边形或其组合。4.根据权利要求1所述的半导体基片的大面积邦定结构，其特征在于:键合层及微凸块的材料为 In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、T1、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe> AuGe> N1、PbSn 或 AuZn 中的至少一种材料或上述材料的任意组合。5.根据权利要求1所述的半导体基片的大面积邦定结构，其特征在于:邦定用半导体基片键合层与邦定用支撑基片键合层通过邦定工艺进行点接触或线接触方式的键合。6.根据权利要求1或5所述的半导体基片的大面积邦定结构，其特征在于:邦定用半导体基片与邦定用支撑基片进行邦定工艺时，优选邦定用半导体基片键合层的微凸块与邦定用支撑基片键合层的微凸块以交叉方向进行键合，形成点接触键合；邦定用半导体基片与邦定用支撑基片进行邦定工艺时，优选邦...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玉方，
申请(专利权)人：江苏微浪电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：