TWI778490B - 具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法，該製造方法包括在一第一基板上形成磊晶層、執行一第一蝕刻製程，並在設置一絕緣層、複數個焊墊及暫時基板後移除所述的第一基板，之後，在該磊晶層頂部表面上接合一磁性金屬結構，並去除所述的暫時基板，接續執行一第二蝕刻製程與切割製程，以形成具有順磁性發光元件之一晶片結構。通過本發明所揭露之晶片結構及其製造方法，其係改良原有基材之軟磁性，使其具有較佳的初始磁導率，並具有晶粒自動翻轉及對位之功效，不僅可有效改良習知覆晶接合之流程，更可符合產業進行快速的巨量移轉技術。

Description

具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法

本發明係有關於一種具有順磁性發光元件之晶片的製程技術，特別是一種可藉由其晶片結構中基材上、下層之磁力差異達到自動翻轉及對位，且可應用於覆晶接合之晶片結構及其製造方法。

按，微發光二極體（Micro LED）係為LED微縮化和矩陣化後的一種新興技術，其係可以在晶圓上整合高密度且微小尺寸的LED陣列，其中的每一個像素皆可定址，並被單獨地驅動點亮。不過，儘管隨著Micro LED的持續進展，截至目前為止，Micro LED的製造成本仍居高不下，影響其商用化進程，其中的關鍵原因乃在於：「巨量轉移（Mass Transfer)」的微組裝技術瓶頸仍待突破。傳統僅能使用機械手臂單獨且重複性地往復夾取Micro LED晶片，以將Micro LED晶片移轉至基板上的舊式做法不僅成本過高，其操作的工時也居高不下，是現今Micro LED仍無法成功達成巨量移轉的重要瓶頸之一，不僅在製作上和成本上都遭遇工時人力及成本等需求過高的問題。

更進一步而言，覆晶技術（Flip Chip），也稱「倒晶封裝」或「倒晶封裝法」，是晶片封裝技術的一種。此一封裝技術主要在於有別於過去晶片封裝的方式，以往是將晶片置放於基板（chip pad）上，再用打線技術（wire bonding）將晶片與基板上之連結點連接。覆晶封裝技術則是將晶片連接點長凸塊（bump），然後將晶片翻轉過來使凸塊與基板（substrate）直接連結而得其名。由於覆晶技術比其它球柵陣列封裝（Ball grid array，BGA）技術在與基板或襯底的互連形式要方便的多，使得目前覆晶技術已經被廣泛應用於微處理器封裝等的主流封裝技術。藉助市場對覆晶技術的推力，封裝業者一般必需提供8吋與12吋晶圓探針測試、凸塊增長、組裝、至最終測試的完整服務。

一般而言，由於傳統在進行Micro LED之巨量移轉製程時，其連接的接點（焊墊）較少，因此，通常在進行覆晶接合的製程時，都必須結合額外的製程步驟來達到將其晶粒進行「倒晶翻轉」的目的，而該些額外的步驟也在Micro LED進行巨量移轉的製程中佔有極為繁雜及冗復的角色，包括：額外的製程步驟、額外耗費的工時與成本等等，這些皆係為現有技術亟需突破的諸多問題點。

有鑒於此，考慮到上述所列之諸多缺失，極需要採納多方面的考量。故，本發明之發明人係有感於上述缺失之可改善，且依據多年來從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配合學理之運用，而提出一種設計新穎且有效改善上述缺失之本發明，其係揭露一種新穎的晶片結構及其製造方法，通過此一創新的製造方法，可實現自動倒晶翻轉及對位，有效改善習知覆晶接合之繁瑣流程及龐大成本，更可符合產業進行快速的巨量移轉技術，其具體之架構及實施方式將詳述於下。

為解決習知技術存在的問題，本發明之一目的係在於提供一種具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法，通過此種新穎的晶片結構及其製造方法，其係旨在提供一具有順磁性的發光元件，並具有一初始磁導率，通過一覆晶接合製程可使該發光元件與一電路板接合，並通過將該發光元件置於電路板上形成一垂直型發光二極體晶粒，使該垂直型發光二極體晶粒具有該初始磁導率。藉由本發明所製作的晶片結構，由於具有較佳的軟磁性及初始磁導率，可成功符合產業進行快速的巨量移轉技術。

再者，本發明之再一目的係在於提供一自然的磁力反轉效應，基於此發光元件中的磊晶層以及鎳鐵合金層之間係具有一定的磁力差異，形成所述的順磁性。該磁力差異將會使得每一完成的晶粒即便在方向不對時，皆可達到自動翻轉，在覆晶接合於電路板時，實現一自動翻轉及校對對位設計之最佳化結果。通過此晶粒可自動反轉之功效，在結合後續微發光二極體巨量移轉的製程時，便可省卻傳統採用覆晶接合的製程及步驟時需要額外執行的對位等操作步驟，進而省卻其冗雜的耗費工時及操作人力等成本，可符合產業進行快速的巨量移轉需求。

鑒於以上，根據本發明所揭露之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其係包括下列步驟：首先， 提供一第一基板，並在該第一基板上形成一磊晶層。之後，執行一第一蝕刻製程，以在所述的磊晶層中形成至少二空腔。提供一絕緣層，其係設置於所述的磊晶層之上並填充該些空腔。之後，貫穿該絕緣層設置有至少一第一焊墊與二第二焊墊，其中每一個第二焊墊係設置於一空腔內。之後，在該絕緣層上提供一暫時基板後，將所述的第一基板移除，使第一焊墊與第二焊墊夾置於所述的磊晶層、絕緣層與暫時基板之間。之後，在所述的磊晶層頂部表面上接合一磁性金屬結構，再將暫時基板去除，其中，所述的磁性金屬結構係具有一初始磁導率。之後，根據絕緣層與磊晶層執行一第二蝕刻製程，此第二蝕刻製程係終止於磁性金屬結構之頂表面，接著，由該磁性金屬結構之頂表面開始，接續執行一切割製程，以完成切割該磁性金屬結構，形成一具有順磁性發光元件之晶片結構。

其中，所採用的第一蝕刻製程及第二蝕刻製程例如可為一平台蝕刻。所採用的切割製程例如可為一刀輪切割，且該刀輪切割之精度係為10μm。

根據本發明之實施例，則所形成具有順磁性發光元件之晶片結構更可通過一覆晶接合製程，使該晶片結構自動翻轉對位並完成接合於一電路板，並藉由將該晶片結構設置於電路板上可進一步地形成一垂直型發光二極體晶粒，並使所形成之垂直型發光二極體晶粒具有所述的初始磁導率。緣此，此垂直型發光二極體晶粒係可藉由該初始磁導率以往磊晶層導通一微電流。

再者，在本發明之一實施例中，其中所述的磁性金屬結構係至少包含一鎳鐵合金層（Invar）。在本發明的另一實施例中，磁性金屬結構亦可包含一鎳鐵合金層以及位於該鎳鐵合金層上之一銅層（Copper）。所述的鎳鐵合金層以及銅層係可藉由切割、真空加熱及研磨拋光的方式組合，以使本發明所揭露之磁性金屬結構可同時具有高熱傳導係數、低熱膨脹係數與初始磁導率。

另一方面而言，根據本發明之又一實施例，本發明亦可選擇性地設置一解膠層於磊晶層與該磁性金屬結構之間，使磁性金屬結構係通過該解膠層而接合於磊晶層之頂部表面。在此又一實施例中，所述的解膠層例如可為一熱解膠層，或是一冷解膠層。當所述的解膠層係為一熱解膠層時，則本發明所形成具有順磁性發光元件之晶片結構在通過覆晶接合製程，使該晶片結構自動翻轉對位並完成接合於電路板之後，係可直接通過將環境溫度提高至100℃以上，使得所述的熱解膠層可自動剝離，以較快地移除該磁性金屬結構。抑或是，當所述的解膠層係為一冷解膠層時，則本發明亦可選擇將環境溫度下降至-20℃以下，以使得所述的冷解膠層可自動剝離，以較快地移除該磁性金屬結構。

更進一步而言， 本發明係同時公開一種具有順磁性發光元件之晶片結構，包括：一磁性金屬結構，其係具有一初始磁導率；一磊晶層，設置於該磁性金屬結構之上，且所述的磊晶層中係形成有至少二空腔；一絕緣層，設置於該磊晶層之上並填充該些空腔；以及複數個焊墊，其係貫穿所述的絕緣層並與所述的絕緣層底部之磊晶層連接，以提供外部訊號電性導通，其中，該些焊墊係包含至少一第一焊墊與二第二焊墊，每一個第二焊墊係設置於一空腔內。

根據本發明所揭露之晶片結構，其中所述的磁性金屬結構係至少包含一鎳鐵合金層，或可選擇性地更設置一位於該鎳鐵合金層上之銅層。基於此創新的磁性金屬結構之材質會與磊晶層之間存在一定的磁力差異，形成所述的順磁性，基於此特性，本發明所製成之晶片結構便可直接通過一覆晶接合製程，使所形成的晶片結構自動翻轉對位，並以該些焊墊接合於一電路板，以提供外部訊號的電性導通。

底下係進一步藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以上有關於本發明的內容說明，與以下的實施方式係用以示範與解釋本發明的精神與原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

有鑑於上述先前技術所闡明之種種缺失，本發明係旨在提供一種具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法，藉由將垂直型發光二極體晶粒製作於一帶有初始磁導率及較佳之軟磁性的基材上，本發明係可通過該基材特殊之軟磁性，應用磁陣列吸附的技術，滿足微發光二極體的巨量轉移之需求，由此解決習知Micro LED之製造成本及程序過於龐大與冗雜的問題。

同時，本發明亦可通過該發光元件具有之順磁性，即其基材中上、下層間具有的磁力差異，使得每一完成的晶粒即便在方向不對時，皆可達到自動翻轉的功效，使得晶粒分佈位置的對位達到精準。當覆晶接合於一既有之電路板時，通過本發明所揭露發光元件具有之順磁性，可具有晶粒自動翻轉且對位的功效，有效地避免了傳統在使用覆晶接合時必須額外付出的操作工時、龐大人力、以及耗費成本過高等問題。

有鑒於此，首先，請參閱本發明第1圖所示，其係為根據本發明實施例具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其步驟流程示意圖，根據本發明所公開之製造方法主要係包含有圖中所示步驟S102、S104、S106、S108、S110、S112、S114以及S116。以下有關本製造方法之詳細說明，請一併參閱第2A圖至第2K圖所示之結構及其元件符號，本發明茲提供詳細說明如下。

如步驟S102及圖式第2A圖所示，本發明首先提供一第一基板21，並在該第一基板21上形成一磊晶層202。之後，如步驟S104及圖式第2B圖所示，執行一第一蝕刻製程M1，以在磊晶層202中形成至少二空腔11，其中，所述的第一蝕刻製程M1例如可以一平台蝕刻（mesa etching）來進行，以在磊晶層202中形成所述的空腔11，以供後續容設焊墊之用。之後，如步驟S106及圖式第2C圖所示，本發明係再於磊晶層202上提供一絕緣層204，且該絕緣層204係填充前述的空腔11。之後，如步驟S108及圖式第2D圖所示，本發明係接著設置至少一第一焊墊31與二第二焊墊32，其中每一個第二焊墊32係形成於對應之一空腔11內，該些焊墊（包含第一焊墊31與二第二焊墊32）係貫穿所述的絕緣層204，並與該絕緣層204底部之磊晶層202電性連接，以提供後續外部訊號的電性導通。根據本發明之實施例，其中，每一個第二焊墊32係對稱地相對設置於該第一焊墊31的相異二側，舉例而言，當應用於半導體製程中時，該第一焊墊31與該第二焊墊32係可分別用作於P型半導體（P-type）與N型半導體（N-type）電性導通之接點（pad），以提供後續電性走線的打線接合等後端製程。

隨後，如步驟S110及圖式第2E圖所示，本發明係再於該絕緣層204上提供一暫時基板22，之後，如第2F圖所示，將前述的第一基板21移除，此時第一焊墊31與第二焊墊32係夾置於所述的磊晶層202、絕緣層204與暫時基板22之間。其中，根據本發明之實施例，去除第一基板21的方法例如可通過一雷射步驟或蝕刻製程將其移除，其中所指的雷射並不以傳統的雷射光波長，或是準確度較高的皮秒雷射（pico-second laser）或飛秒雷射（femto-second laser）為限。舉例而言，當最終所形成的發光元件係為可用以發射出藍光或綠光的二極體元件，則係可藉由雷射將此處所提的的第一基板21去除。至於，若最終所形成的發光元件係為可用以發射出紅光的二極體元件，則係可藉由蝕刻製程去除所述的第一基板21。一般而言，本領域具通常知識之技術人士當可視其實際產品的規格及應用需求上自行修飾或調整其設計，惟依本發明所揭示之精神所作之均等變化，仍皆隸屬於本發明之發明範圍。

之後，如步驟S112所述，本發明係如第2G圖所示，接續於該磊晶層202之頂部表面上接合一磁性金屬結構200，其中，本發明所使用的磁性金屬結構200係經由本申請人通過創新思維與特殊設計所發想者，其特徵乃在於：此磁性金屬結構200係基於其特殊的基材特性，可具有相較於傳統基板較佳的軟磁性及初始磁導率（Initial Magnetic Permeability），在此條件之下，使其結構本身便可作為一種有效的磁導結構，只要與帶有磁性的器材結合，例如微小的磁性探頭，便可在後續製程中結合磁陣列吸附的原理，完成一次性且大量的吸附，應用於產業的巨量轉移上，便可實現極佳之功效。第3A圖與第3B圖係為根據本發明所揭露之磁性金屬結構200，其二種可行的實施態樣，如第3A圖所示，該磁性金屬結構200係至少包含一鎳鐵合金層201，抑或是，如第3B圖所示，該磁性金屬結構200係可包含一鎳鐵合金層201以及位於該鎳鐵合金層201上之一銅層203。其中，所使用的鎳鐵合金層201例如可為含鎳含量達36%的鎳鐵合金。位於該鎳鐵合金層201上之銅層203則可在後續提供晶片進一步點測的使用。基於本發明所揭露之該鎳鐵合金層201與銅層203係可以藉由切割、真空加熱及研磨拋光的方式組合而成，因而可使所形成的磁性金屬結構200不僅具有初始磁導率之外，亦同時具備高熱傳導係數以及低熱膨脹係數。在後續的打線封裝製程上，自然可提供更佳的生產良率。在與其它習知的傳統金屬基材相比之下，本發明所公開的磁性金屬結構200其薄度係足夠薄透，故可在無需額外的薄化製程之情況下，即提供具有絕佳之低熱膨脹係數與高熱傳導係數的功效，同時亦具有成本低、良率高且更容易接合於磊晶層的優勢，相較於習知技術，顯然為現今業界中更具競爭力的一種新型基材選擇。

之後，再如第2H圖所示，將前述的暫時基板22去除。接著，執行步驟S114， 如第2I圖所示，本發明係根據絕緣層204與磊晶層202執行一第二蝕刻製程M2，其中，所述的第二蝕刻製程M2例如亦可以通過一平台蝕刻（mesa etching）來進行，並控制該第二蝕刻製程M2終止於所述磁性金屬結構200之頂表面。在蝕刻完成後，再如步驟S116及圖式第2J圖所示，接著由該磁性金屬結構200之頂表面開始，接續執行一切割製程D1，以完成切割所述的磁性金屬結構200，並在切割製程D1完成後，形成如第2K圖所提供之一具有順磁性發光元件之晶片結構15。

值得說明的是，如第2I圖及第2J圖所示，可以看出本發明係設計第二蝕刻製程M2的切割寬度係略寬於切割製程D1的切割寬度。其次，考量到傳統的切割方式可能會有機械性破壞等缺失，因此，本發明實施例中所述之切割製程D1係採用一刀輪切割來進行，其精度可達10微米。在一實施態樣中，預估單刀的切割時間例如可控制在一小時之內，並在切割製程完成後，提供尺寸適於微米（μm）等級，例如尺寸可小於100μm的磁性金屬結構，符合現今產業發光元件微縮化之趨勢。

緣此，本申請人係通過前揭之製造方法及其公開的該些步驟製成一種具有順磁性發光元件之晶片結構15，如第2K圖所示，包括：一磁性金屬結構200，其具有一初始磁導率；一磊晶層202，設置於該磁性金屬結構200之上，且該磊晶層202中係形成有至少二空腔11；一絕緣層204，設置於該磊晶層202之上並填充該些空腔11；以及至少一第一焊墊31與二第二焊墊32，其係貫穿絕緣層204並與絕緣層204底部之該磊晶層202連接，以提供外部訊號電性導通，其中，每一該第二焊墊32係設置於一對應之空腔11內。根據本發明所公開之技術方案，此種具有順磁性發光元件之晶片結構15係適於覆晶接合（flip chip）於一電路板（printed circuit board, PCB），請配合參閱第4圖所示，其係為根據本發明實施例所製成之晶片結構15通過一覆晶接合於電路板400之示意圖。舉例而言，如第5圖所示，當一晶圓50上係具有例如8萬多顆的晶粒，且每一顆晶粒係包含有本發明所揭露具有順磁性發光元件之晶片結構，在此情況下，當以一帶有磁性探針的載具或機器手臂吸取該等晶粒51, 52, 53，並將其灑落放置於電路板400上時，以單一晶粒（對應一具有順磁性發光元件之晶片結構15）來看，如第4圖所示，在此情況下，有鑑於磊晶層202與磁性金屬結構200中所含有的鎳鐵合金層之間具有一定的磁力差異，因此，基於該晶片結構15上、下層之磁力差異，便可以使得每一個完成的晶片結構15即便在方向不對時，皆可達到自動翻轉的功效，而使得磊晶層202可以自動翻轉往下，並透過第一焊墊31與第二焊墊32及其對應之導電凸塊或焊點41完成接合於該電路板400，以於後續提供外部訊號的電性導通，甚而，可在完成覆晶接合後，續通過後端製程將所述的磁性金屬結構200移除。之後，本發明係可藉由將該晶片結構15設置於該電路板400上，由此形成一垂直型發光二極體晶粒，使該垂直型發光二極體晶粒具有較佳之初始磁導率，並且，使該垂直型發光二極體晶粒係可藉由此初始磁導率以往磊晶層202導通一微電流，在後續根據本發明所形成之垂直型發光二極體晶粒組裝為模組化以後，不僅可具備無線生電功能，並且可以達到無線發光的新應用，以充分符合高功率發光二極體的應用需求。

在一實施例中，當選用的電路板400為一薄膜電晶體液晶顯示面板（thin film transistor, TFT）時，本發明更可成功地實現Micro LED之顯示面板結構中巨量轉移（Mass Transfer）的微組裝技術。

故，綜上所述，基於本發明所揭露具有順磁性發光元件之晶片結構，其具有相較於先前技術較佳的軟磁性，使得晶粒本身即可以作為磁導結構，當運用此一磁力巨量移轉至電路板，並結合上述晶粒可自動反轉的功效，透過將其上電極接地，電路板經由積體電路集成（IC）晶片控制其電壓準位，便可以單獨控制每一晶粒的發光強度，並在後續整合至顯示面板上時，進而達成控制顯示面板分區發光或控制其不同發光強度之目的，有效地提升本發明所揭技術方案於產業發展的競爭力。

同時，通過本發明所揭露之具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法，更可藉由晶粒本身之順磁性而具有自動反轉的特性，經由此特性，可使得後續進行覆晶接合時晶粒分佈位置的對位（alignment）達到精準。通過此發光元件中的磊晶層及鎳鐵合金層間具有一定的磁力差異，形成所述的順磁性。該順磁性便可以使得每一完成的晶粒即便在方向不對時，皆可達到自動翻轉及自動對位的功效，藉由此特徵，本發明亦大幅地避免了傳統在進行覆晶接合時必須額外負擔的操作工時、人力、以及成本等需求過高的問題，提供本發明最佳化之優勢。

另一方面而言， 第6圖係揭露本發明另一實施例之結構示意圖，如圖所示，根據本發明之另一實施例，其中在該磊晶層202頂部表面上接合磁性金屬結構200的步驟中，更可選擇性地提供一解膠層（debonding layer）600，使該解膠層600係形成於該磊晶層202與該磁性金屬結構200之間，由此，磁性金屬結構200係通過該解膠層600而接合於該磊晶層202之頂部表面。如此一來，當本結構後續通過第1圖所述的步驟S112～S116以形成具有順磁性發光元件之晶片結構，並以該晶片結構通過如第4圖所述之覆晶接合製程，使其自動翻轉對位並完成接合於電路板後，便可藉由改變環境溫度，直接使得該解膠層600剝離，以輕易地將磁性金屬結構200去除。根據本發明之一實施例，該解膠層600例如可以是一熱解膠層（thermal release layer）或熱解膠膜。在此實施例中，利用熱解膠層可在特定的解膠溫度與時間下剝離，本發明係可通過將環境溫度提高至100℃以上，使得該熱解膠層失去黏性進而自動剝離，如此一來，本發明係可有效地省卻習知常用的化學性蝕刻或物理性去除等步驟，以較為簡易且不傷害晶片結構的方式輕易地將磁性金屬結構去除，此亦為本發明之另一優勢。

另一方面而言，所述的解膠層600並不以熱解膠層為限。在本發明之另一實施例中，則該解膠層600例如也可以是一冷解膠層或冷解膠膜。此時，利用冷解膠層亦可以在特定的解膠溫度與時間下剝離，本發明亦可選擇通過將環境溫度降低至-20℃以下，使得該冷解膠層失去黏性進而自動剝離，則同樣地可在較為簡易且不傷害晶片結構的條件下，輕易地將所述的磁性金屬結構去除。

更進一步而言，針對本發明圖示第1圖所公開之步驟S108，其中在形成所述的該些焊墊時，其焊墊的設置形狀與大小亦不受限，舉例而言，第7A圖與第7B圖係公開本發明所揭露之第一與第二焊墊，其二種可行的實施態樣，圖中所示係為該些焊墊之上視圖；其中，第一焊墊31的形狀例如可以為第7A圖所示之圓形或第7B圖所示之菱形；第二焊墊32的形狀例如可以為第7A圖所示之多邊弧形或第7B圖所示之多邊形。惟每一個第二焊墊32係對稱地相對設置於該第一焊墊31的相異二側，並與第一焊墊31之間維持等距。緣此，根據本發明所揭露之數個實施例及其所教示的技術思想，本領域具通常知識者當可在其實際實施層面上自行變化其設計，而皆屬於本發明之發明範圍。本發明在前述段落中所列舉出之數個示性例，其目的是為了善加解釋本發明主要之技術特徵，而使本領域人員可理解並據以實施之，唯本發明當不以該些示性例為限。

是以，鑒於以上所述，可明顯觀之，本發明係揭露一種具有順磁性發光元件之晶片結構及其製造方法，由於本發明係改良原有晶粒的基材結構及材質，使其具有較佳的軟磁性及初始磁導率，以俾使其發光元件本身便可以作為磁導結構，只要與帶有磁性的器材結合，例如微小的磁性探頭，即可利用磁陣列吸附的原理，以一次大量吸取此帶有軟磁性的發光二極體晶粒結構，達到快速且巨量轉移的效果，並符合現今Micro LED進行快速巨量轉移技術之需求，有效提升其產業生產的競爭力。

同時，本發明之一重要功效更在於提供一自然的磁力反轉效應，基於此發光元件中的磊晶層、以及鎳鐵合金層之間係具有一定的磁力差異，該磁力差異形成所述的順磁性，本發明係通過此特殊的順磁性特性，俾使每一完成的晶片結構在後續覆晶接合於電路板時，即便在方向有誤的情況下，皆可達到自動翻轉的功能，而使得該晶片結構可自動翻轉對位並完成接合於電路板，藉此實現一自動校對及自動對位設計之最佳化結果，符合產業進行快速巨量移轉之需求。通過此發明概念，本發明亦大幅地省卻了傳統採用覆晶接合時必須額外付出的對位操作步驟及耗時、人力等問題。由此顯見，本發明所揭露之技術方案確實具有極佳之產業利用性及競爭力。同時，驗證本發明所揭露之技術特徵、方法手段與達成之功效係顯著地不同於現行方案，實非為熟悉該項技術者能輕易完成者。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

11…空腔 15…具有順磁性發光元件之晶片結構 21…第一基板 22…暫時基板 31…第一焊墊 32…第二焊墊 41…焊點 50…晶圓 51…晶粒 52 …晶粒 53…晶粒 200…磁性金屬結構 201…鎳鐵合金層 203…銅層 202…磊晶層 204…絕緣層 400…電路板 600…解膠層 M1…第一蝕刻製程 M2…第二蝕刻製程 D1…切割製程 S102, S104, S106, S108, S110, S112, S114, S116…步驟

第1圖係為根據本發明實施例具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法之步驟流程示意圖。 第2A圖係為根據本發明實施例步驟S102所對應之結構示意圖。 第2B圖係為根據本發明實施例步驟S104所對應之結構示意圖。 第2C圖係為根據本發明實施例步驟S106所對應之結構示意圖。 第2D圖係為根據本發明實施例步驟S108所對應之結構示意圖。 第2E圖係為根據本發明實施例步驟S110所對應之結構示意圖。 第2F圖係為根據本發明實施例步驟S110所對應之結構示意圖。 第2G圖係為根據本發明實施例步驟S112所對應之結構示意圖。 第2H圖係為根據本發明實施例步驟S112所對應之結構示意圖。 第2I圖係為根據本發明實施例步驟S114所對應之結構示意圖。 第2J圖係為根據本發明實施例步驟S116所對應之結構示意圖。 第2K圖係為根據本發明實施例具有順磁性發光元件之晶片結構之示意圖。 第3A圖係為根據本發明一實施例所揭露之磁性金屬結構包含鎳鐵合金層之結構示意圖。 第3B圖係為根據本發明另一實施例所揭露之磁性金屬結構包含鎳鐵合金層與銅層之結構示意圖。 第4圖係為根據本發明實施例所製成之具有順磁性發光元件之晶片結構通過一覆晶接合於電路板之示意圖。 第5圖係為根據本發明實施例之一晶圓包含複數個晶粒進行巨量轉移之示意圖。 第6圖係為根據本發明另一實施例之磁性金屬結構係通過一解膠層而接合於磊晶層頂部表面之示意圖。 第7A圖係為根據本發明一實施例所設置之第一焊墊及第二焊墊之結構示意圖。 第7B圖係為根據本發明另一實施例所設置之第一焊墊及第二焊墊之結構示意圖。

S102, S104, S106, S108, S110, S112, S114, S116…步驟

Claims (19)

1. 一種具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，適於覆晶接合於一電路板，該製造方法包括： 提供一第一基板，並在該第一基板上形成一磊晶層； 執行一第一蝕刻製程，以在該磊晶層中形成至少二空腔； 提供一絕緣層，其係設置於該磊晶層之上並填充該些空腔； 貫穿該絕緣層設置有至少一第一焊墊與二第二焊墊，其中每一該第二焊墊係設置於一該空腔內； 在該絕緣層上提供一暫時基板，並移除該第一基板，使該第一焊墊與該些第二焊墊夾置於該磊晶層、該絕緣層與該暫時基板之間； 在該磊晶層頂部表面上接合一磁性金屬結構，該磁性金屬結構係具有一初始磁導率，之後，去除該暫時基板； 根據該絕緣層與該磊晶層執行一第二蝕刻製程，該第二蝕刻製程係終止於該磁性金屬結構之頂表面；以及 由該磁性金屬結構之該頂表面開始，接續執行一切割製程，以完成切割該磁性金屬結構，形成一具有順磁性發光元件之晶片結構。
2. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，更包括：通過一覆晶接合製程，使該晶片結構自動翻轉對位並完成接合於該電路板。
3. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，該磁性金屬結構係至少包含一鎳鐵合金層。
4. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，該磁性金屬結構係包含一鎳鐵合金層以及位於該鎳鐵合金層上之一銅層。
5. 如請求項4所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，該鎳鐵合金層與該銅層係藉由切割、真空加熱及研磨拋光的方式組合，以使該磁性金屬結構同時具有高熱傳導係數、低熱膨脹係數與該初始磁導率。
6. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，在該磊晶層頂部表面上接合該磁性金屬結構的步驟中，更包括：提供一解膠層於該磊晶層與該磁性金屬結構之間，使該磁性金屬結構通過該解膠層接合於該磊晶層頂部表面。
7. 如請求項6所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中當該解膠層係為一熱解膠層時，更包括：通過一覆晶接合製程，使該晶片結構自動翻轉對位並完成接合於一電路板；以及 提高環境溫度至100℃以上，使該熱解膠層剝離以移除該磁性金屬結構。
8. 如請求項6所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中當該解膠層係為一冷解膠層時，更包括：通過一覆晶接合製程，使該晶片結構自動翻轉對位並完成接合於一電路板；以及 降低環境溫度至-20℃以下，使該冷解膠層剝離以移除該磁性金屬結構。
9. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，該切割製程係為一刀輪切割，該刀輪切割之精度係為10μm。
10. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，每一該第二焊墊係對稱地相對設置於該第一焊墊的相異二側。
11. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，該第一蝕刻製程係以一平台蝕刻（mesa etching）執行之。
12. 如請求項1所述之具有順磁性發光元件之晶片結構的製造方法，其中，該第二蝕刻製程係以一平台蝕刻（mesa etching）執行之。
13. 一種具有順磁性發光元件之晶片結構，包括： 一磁性金屬結構，其係具有一初始磁導率； 一磊晶層，設置於該磁性金屬結構之上，該磊晶層中係形成有至少二空腔； 一絕緣層，設置於該磊晶層之上並填充該些空腔；以及 複數個焊墊，其係貫穿該絕緣層並與該絕緣層底部之該磊晶層連接，以提供外部訊號電性導通，其中，該些焊墊係包含至少一第一焊墊與二第二焊墊，每一該第二焊墊係設置於一該空腔內。
14. 如請求項13所述之具有順磁性發光元件之晶片結構，其係通過一覆晶接合製程，使該晶片結構自動翻轉對位，並以該些焊墊接合於一電路板，提供外部訊號的電性導通。
15. 如請求項13所述之具有順磁性發光元件之晶片結構，其中，每一該第二焊墊係對稱地相對設置於該第一焊墊的相異二側。
16. 如請求項13所述之具有順磁性發光元件之晶片結構，更包括一解膠層，其係設置於該磊晶層與該磁性金屬結構之間，使該磁性金屬結構通過該解膠層接合於該磊晶層。
17. 如請求項13所述之具有順磁性發光元件之晶片結構，其中，該磁性金屬結構係至少包含一鎳鐵合金層。
18. 如請求項13所述之具有順磁性發光元件之晶片結構，其中，該磁性金屬結構係包含一鎳鐵合金層以及位於該鎳鐵合金層上之一銅層。
19. 如請求項18所述之具有順磁性發光元件之晶片結構，其中，該鎳鐵合金層與該銅層係藉由切割、真空加熱及研磨拋光的方式組合，以使該磁性金屬結構同時具有高熱傳導係數、低熱膨脹係數與該初始磁導率。

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