[发明专利]减少金膜表面颗粒的电子束蒸发镀金方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种减少金膜表面颗粒的电子束蒸发镀金方法，预熔；预熔功率=第三段平稳蒸镀对应的功率±2%，预熔时间0.5min~4min；过渡；过渡功率=第一段蒸镀功率对应的功率P1±2%，爬升和稳定时间20s~1min；三段蒸镀，第一段蒸镀：镀率R1，对应的功率P1，控制蒸镀时间0.5min~3min；第二段蒸镀：镀率R2，对应的功率P2，控制蒸镀时间0.5min~3min；第三段平稳蒸镀：镀率为R3，对应的功率P3，控制蒸镀厚度TH3为5KÅ‑20KÅ；P3≥P2≥P1；R1＜R2＜R3。本发明提出了预熔功率、过渡功率与平稳蒸镀阶段对应的功率选择关系和三段蒸镀，保证蒸镀过程中功率和镀率的稳定，减少蒸镀过程中在金膜表面产生的颗粒，进而改善芯片外观，提高芯片可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种减少金膜表面颗粒的电子束蒸发镀金方法。

背景技术

LED作为第四代照明由于其功耗低、体积小、可靠性高、寿命高等优点，被广泛应用在车灯、显示、背光乃至光通信等领域。但是随着LED运用领域的上游化，对LED芯片可靠性和散热性提出了更高要求，其中电极蒸镀好坏将直接影响LED可靠性和散热性。

常见电极制备多采用富临电子束蒸镀模式，采用Cr/Al/Ti/Ni/PT/Au等金属的电极结构，底层多采用粘附性较好的Cr、Ti等材料，保证金属与ITO/GaN的粘附性。第二层采用Al、Ag等高反射率材料，可实现将经过电极的光反射回芯片内部，进而提高芯片的外量子效率。第三层可选择Ti、Ni、Pt等建立金属缓冲层，增加电极耐温性，由于Au金属具有不易氧化，不易和酸碱反应等化学性质，常用来作为金属保护层，防止下层金属氧化或球聚等，因此，Au一般作为电极最顶层。但是，目前大量研究更多关注于电极结构或蒸发时镀率、功率、真空等对电性或老化影响，很少关注于金属蒸发外观异常问题。

金属Au在电极中一般厚度最厚，常见厚度5K Å ~30K Å等，因而蒸镀过程中出现异常概率高，如果蒸镀过程中出现金属颗粒，杂质等，易导致绝缘层断裂，从而导致漏电，死灯、老化失效等现象。在Au电子束蒸发过程中，受黄金纯度，受热不均、蒸镀工艺等因素影响会产生颗粒黑点，这些黑点不仅会影响芯片的外观，而且对产品质量好坏尤为重要。黄金颗粒的产生对于正装产品可直接影响打线的好坏，对于倒装产品电极蒸镀的平整性对后面膜层的覆盖具有重要影响，如绝缘层脱落可导致芯片漏电，老化失效等后果。 特别地，在 ODR产品结构中，至少包含三层以上电极结构，金属反射层占芯片面积＞50%以上，金属颗粒的出现概率剧增，对芯片可靠性具有重大影响。

在实际工业生产中，多采用5N的黄金颗粒，颗粒中本身会存在部分杂质，可能会导致产生少量颗粒，但是在蒸镀参数稳定无异常时，存在极少量小颗黑点，满足工业生产需求。当蒸镀过程中如黄金预熔未完全融化、蒸镀过程中坩埚受热不均、黄金坩埚开裂、功率过高，镀率不稳等情况，导致黄金飞溅，致使芯片整面黑点，如图1所示。

中国专利202011287701.X公开了一种电子束蒸发镀Au的方法，通过两步预熔使Au在蒸镀前充分融化，减少蒸镀过程中黑点出现概率。202011287701.X技术着重于黄金的预熔，对于后续蒸镀并未涉及，特别是蒸镀过程中功率和镀率的稳定性，该技术采用手动预熔和两步预熔方式，其目的清除黄金颗粒中的部分杂志和保证充分预熔，该方式对黄金颗粒改善具有一定效果，但是并未对蒸镀过程中可能产生金属颗粒进行分析和研究。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种减少金膜表面颗粒的电子束蒸发镀金方法，提出了预熔功率与平稳蒸镀功率选择关系和三段蒸镀，对三段蒸镀过程的具体参数进行优化，保证蒸镀过程中功率和镀率的稳定，尽可能减少蒸镀过程中在金膜表面产生的颗粒，进而改善芯片外观，提高芯片可靠性。