一種晶片鍵合治具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其涉及一種半導(dǎo)體晶片鍵合用治具。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管具有低能耗，高壽命，穩(wěn)定性好，體積小，響應(yīng)速度快以及發(fā)光波長穩(wěn)定等良好光電特性，被廣泛應(yīng)用于照明、家電、顯示屏及指示燈等領(lǐng)域。近年來，為了提高LED發(fā)光功率和效率，發(fā)展了襯底轉(zhuǎn)移技術(shù)，例如在藍(lán)寶石襯底上通過MOCVD沉積GaN基薄膜，然后把GaN基薄膜通過晶圓鍵合技術(shù)或電鍍技術(shù)黏結(jié)到半導(dǎo)體或金屬基板上，再把藍(lán)寶石襯底用激光剝離方法去除，將器件做成垂直倒裝結(jié)構(gòu)。
[0003]以AlGaInP系LED為例，一般先采用MOCVD在GaAs襯底上外延生長AlGaInP LED外延片，然后進(jìn)行襯底轉(zhuǎn)移。襯底轉(zhuǎn)移方法如下:首先在外延片100的N面制作全方位反射鏡，在全方位反射鏡上濺射4K的Au作為鍵合層，同時在待轉(zhuǎn)移基板200 (如重?fù)诫s的Si片)上也濺射4K的Au作為鍵合層，用真空鍵合儀把倒裝外延片同待轉(zhuǎn)移基板鍵合在一起。
[0004]由于傳統(tǒng)倒裝鍵合石墨治具無法固定大尺寸外延片，在鍵合作業(yè)時，易導(dǎo)致初步粘合的外延片-Si片受高溫、高壓影響發(fā)生位移，造成旋轉(zhuǎn)錯位，此問題大大限制了在襯底轉(zhuǎn)移后對提高外量子效率的進(jìn)一步工藝優(yōu)化，并加大了可行性的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本實(shí)用新型提出了一種新型鍵合治具，其可防止外延片/Si片受高溫高壓影響發(fā)生位移造成旋轉(zhuǎn)錯位。
[0006]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案為:一種半導(dǎo)體晶片鍵合用治具，包括相互配合的上座和下座，其中間區(qū)域用于放置鍵合晶片，所述下座上表面的外沿處設(shè)定一帶有彈性系數(shù)的平邊定位裝置和晶片定位柱，所述晶片定位柱位于所述平邊定位裝置所在位置的遠(yuǎn)端。
[0007]優(yōu)選地，所述平邊定位裝置由彈性組件和定位片組成，鍵合作業(yè)時晶片平邊與所述定位片接觸。
[0008]優(yōu)選地，所述下座的外沿處設(shè)定凹槽結(jié)構(gòu)，所述彈性組件和定位片位于所述凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，所述平邊定位裝置的預(yù)留壓縮尺寸為0.l~5mm。
[0010]優(yōu)選地，所述定位片的尺寸與鍵合晶片平邊的尺寸一致。
[0011]優(yōu)選地，所述定位片面向治具內(nèi)部的一側(cè)表面為平面。
[0012]優(yōu)選地，所述下座的外沿處還設(shè)有至少三個定位柱，其中一個定位柱用于上、下座對位，兩個用于鍵合晶片定位。
[0013]優(yōu)選地，所述下座的外沿處還設(shè)有兩個定位柱，其與所述平邊定位裝置構(gòu)成三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述定位片為石墨片。
[0015]在本實(shí)用新型所述的鍵合治具中，在治具邊緣增加一具有彈性系數(shù)的平邊定位裝置，鍵合作業(yè)時使粘合的晶片平邊與平邊定位裝置接觸，通過帶有彈性系數(shù)的裝置將定位器一晶片平邊遠(yuǎn)端定位柱固定成一種三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而防止高溫高壓下鍵合晶片旋轉(zhuǎn)錯位；同時彈性結(jié)構(gòu)的設(shè)置避免了晶片在高溫高壓條件下受熱膨脹系數(shù)影響發(fā)生的形變，避免施壓過程真空鍵合機(jī)臺壓力軸細(xì)微差異造成鍵合晶片旋轉(zhuǎn)錯位。
[0016]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0017]附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0018]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的一種晶片鍵合治具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1所不的晶片鍵合治具之下座的俯視圖。
[0020]圖3采用圖1所示晶片鍵合治具進(jìn)行晶片鍵合時的對位示意圖。
[0021]圖中各標(biāo)號表示如下:
[0022]100:鍵合治具；110:治具的上座；111:定位孔；120:治具的下座；121:治具的外沿；122:晶片定位柱；123:上、下座對位柱；124:凹槽；125:定位片；126:彈簧；127:平邊定位裝置；200:晶片。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，借此對本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0024]請參看附圖1，一種晶片鍵合治具100，包括上座110和下座120，當(dāng)兩者配合使用時在內(nèi)部形成一空間，用于容納晶片。上座110的外沿設(shè)有四個定位孔111。下座120的外沿處121設(shè)有一組凹槽124，凹槽124內(nèi)配置一組由定位片125和彈簧126組成的。
[0025]請參看附圖2，治具的下座120外沿處，在平邊定位裝置127的兩側(cè)設(shè)有兩個上、下座對位柱123，在平邊定位裝置127的遠(yuǎn)端設(shè)有兩個晶片定位柱122。上座110的四個定位孔111與下座的定位柱122、對位柱123對應(yīng)，其中晶片定位柱122對應(yīng)的定位孔貫穿上座，上、下座對位柱123對應(yīng)的定位孔不貫穿上座(故圖1中僅示出兩個定位孔)。定位片125朝向治具內(nèi)部的一側(cè)表面為平面，優(yōu)選為長方體結(jié)構(gòu)，其中長度a的尺寸與晶片的平邊的尺寸大致相同。平邊定位裝置127預(yù)留壓縮尺寸D為0.l~5mm,以硅片為例，預(yù)留壓縮尺寸D可選1mm。
[0026]圖3顯示了采用前述治具進(jìn)行晶片鍵合時的對位示意圖。鍵合作業(yè)時使粘合的晶片200平邊與平邊定位裝置127的定位片125接觸，由于晶片定位柱122與平邊定位裝置127構(gòu)成一個三角結(jié)構(gòu)，將鍵合晶片牢牢固定，如此可以防止在鍵合過程中晶片發(fā)生旋轉(zhuǎn)錯位。同時使用具有獨(dú)特晶粒取向、高導(dǎo)熱系數(shù)、耐溫、具有良好的可塑性和可壓縮性的石墨片作為定位片，使壓力均勻的分布在整個晶片。
[0027] 很明顯地，本實(shí)用新型的說明不應(yīng)理解為僅僅限制在上述實(shí)施例，而是包括利用本實(shí)用新型構(gòu)思的所有可能的實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶片鍵合治具，包括相互配合的上座和下座，其中間區(qū)域用于放置鍵合晶片，其特征在于:所述下座上表面的外沿處設(shè)定一帶有彈性系數(shù)的平邊定位裝置和晶片定位柱，所述晶片定位柱位于所述平邊定位裝置所在位置的遠(yuǎn)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片鍵合治具，其特征在于:平邊定位裝置由彈性組件和定位片組成，鍵合作業(yè)時鍵合晶片的平邊與所述定位片接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述下座的外沿處設(shè)定凹槽結(jié)構(gòu)，所述彈性組件和定位片位于所述凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述平邊定位裝置的預(yù)留壓縮尺寸為0.1~5_。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述定位片的尺寸與鍵合晶片平邊的尺寸一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述定位片面向治具內(nèi)部的一側(cè)表面為平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述定位片為石墨片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述下座的外沿處設(shè)有至少三個定位柱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶片鍵合治具，其特征在于:其中一個定位柱用于上、下座對位，另外兩個用于晶片定位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片鍵合治具，其特征在于:所述下座的外沿處設(shè)有兩個晶片定位柱，其與所述平邊定位裝置構(gòu)成三角結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種晶片鍵合治具，其包括相互配合的上座和下座，其中間區(qū)域用于放置鍵合晶片，其特征在于：所述下座上表面的外沿處設(shè)定一帶有彈性系數(shù)的平邊定位裝置和晶片定位柱，所述晶片定位柱位于所述平邊定位裝置所在位置的遠(yuǎn)端。在治具邊緣增加具有彈性系數(shù)的平邊定位裝置，鍵合作業(yè)時使粘合的晶片平邊與平邊定位裝置接觸，通過帶有彈性系數(shù)的裝置將定位器—晶片平邊遠(yuǎn)端定位柱固定成一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而防止高溫高壓下鍵合晶片旋轉(zhuǎn)錯位。
【IPC分類】H01L21-60, H01L21-67
【公開號】CN204577403
【申請?zhí)枴緾N201520289827
【發(fā)明人】韓雪松, 謝創(chuàng)宇, 王篤祥, 吳超瑜, 馬志邦
【申請人】天津三安光電有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月7日