晶片載具的製作方法
2023-04-29 02:36:36
專利名稱：晶片載具的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種晶片載具，特別是涉及ー種關於包含一具曲面的承載主體及多個支撐柱的晶片載具。
背景技術：
在發光二極體的製作エ藝中，外延層需要成長在一基板上，基板的功能類似於晶片拉晶時的晶種。當基板的晶格常數與外延層的晶格常數相近，在外延層成長時可以減少外延層與基板之間晶格的差排、錯位等缺陷。基板的選擇以相同於外延層的材料最佳，因為基板與外延層的晶格常數等物理特性相近，在外延層成長於基板的過程中較不會因為不同的反應爐溫度範圍，而在外延層與基板之間產生應力，形成翹曲，影響外延層的品質。但是在某些外延層材料上，並無相同於外延層材料的基板可供使用，也無相同於外延層晶格常數的材料可以使用，亦或是考量到生產成本的因素而無法選擇最理想的基板。綜合上述原因，一旦基板材料與外延層材料不同，亦或是外延層的組成材料有數種，只要其中ー種或ー種以上的外延層材料與基板的材料不同，或是晶格常數不同、膨脹係數不同、硬度不同，這都將導致外延層成長於基板的過程中，因不同的反應爐溫度而在外延層與基板之間產生不同的應力，形成不同的翹曲或形變。輕度的應カ可能造成外延層因受熱不均勻而導致外延品質不佳，且外延層形變所造成的彎曲也會影響後續的製作エ藝。但是，如果所產生的應カ過大，則可能導致外延層破裂。一般用於發光二極體外延層成長的方式包含氣相外延法(VPE)或有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)。其中，有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)是最常用的外延技術，通常用來成長GaN、AlGaInP等薄膜。首先，將ー基板放置於ー載具(carrier)上，然後將位在載具上的基板移置於一反應爐中成長一外延層，形成一晶片結構。在外延層成長的過程中，反應爐溫度會持續變化。由於外延層和基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的溫度區間，晶片結構會產生不同程度的翹曲和形變。晶片結構的翹曲會使晶片無法與載具完全貼合，造成晶片結構表面溫度分布不均勻，如果此時正在成長ー發光層，晶片結構表面溫度分布不均勻將會影響到晶片結構上不同區域的發光層發光波長分布不同。圖1描述了現有技術中一晶片載具10，包含ー承載主體100具有一凹ロ 102，凹ロ102的底面103為ー平面。一晶片104包含一成長基板及一成長於成長基板上的外延層,其中外延層包含ー發光層。在外延層成長於成長基板的過程中，反應爐溫度會持續變化。因外延層和成長基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的溫度區間，晶片會產生不同程度的翹曲和形變。如圖1所示，晶片104的側視圖為ー凸面，當成長發光層於成長基板上吋，因晶片104與載具凹ロ 102的底面103頂觸的區域只有晶片104周圍部分區域，此時用於成長發光層的反應爐溫度如果以晶片104的中心區域為考量，將導致晶片104邊緣的成長溫度與晶片104中心區域的成長溫度不同。由於成長於成長基板上的發光層因晶片104上不同的區域有不同的成長溫度，其發光波長亦不同。
圖2描述了現有技術中一晶片載具20，包含ー承載主體200具有一凹ロ 202，凹ロ202的底面203為ー平面。一晶片204包含一成長基板及一成長於成長基板上的外延層，其中外延層包含ー發光層。如圖2所示，晶片204的側視圖為ー凹面，當成長發光層於成長基板上吋，因晶片204與載具凹ロ 202的底面203頂觸的區域只有晶片204中心區域，晶片204容易晃動。當晶片載具20高速旋轉時，晶片204可能飛出。如圖3A所示，一晶片載具30，包含ー承載主體300具有一凹ロ 302，凹ロ 302的底面303為ー平面；以及ー支撐環305位於承載主體300的周邊。一晶片304包含一成長基板及一成長於成長基板上的外延層，其中外延層包含ー發光層。如圖3B所示，支撐環305的上視形狀大約為一圓形。支撐環305沿著晶片304周圍將晶片304架高，使晶片304不會因只有晶片304的中心區域與載具凹ロ 302的底面303相頂觸而容易晃動。但是，支撐環305與晶片304外圍直接接觸使晶片外圍的成長溫度與晶片中心區域的成長溫度不同。由於成長於成長基板上的發光層因晶片304外圍與中心區域有不同的成長溫度，其發光波長亦不同。
發明內容
本發明的目的在於提出一晶片載具，以改善一晶片外圍與中心區域的發光二極體晶粒發光波長的均勻性。為達上述目的，依據本發明一實施例的一晶片載具，包含:一具有一高度的承載主體，具有一凹ロ，凹ロ的底面為ー曲面，其中曲面包含一凸面自凹ロ的側邊向凹ロ的圓心凸出一高度或一凹面自凹ロ的側邊向凹ロ的圓心凹陷ー深度；以及多個支撐柱位於承載主體的周邊。
圖1為現有的晶片 載具首!]視圖。圖2為現有的晶片載具首I]視圖。圖3A為現有的晶片載具首I]視圖。圖3B為現有的晶片載具上視圖。圖4A為本發明第一實施例的晶片載具剖視圖。圖4B為本發明第一實施例的晶片上視圖。圖5A為本發明第二實施例的晶片載具剖視圖。圖5B為本發明第二實施例的晶片上視圖。圖6為本發明第一、ニ實施例的晶片載具上視圖。圖7為本發明第一、ニ實施例晶片載具的各多個支撐柱上視圖。圖8A為本發明第一、ニ實施例晶片載具的平邊上視圖。圖8B為本發明第一、ニ實施例晶片及晶片載具的上視圖。主要元件符號說明晶片載具10、20、30、40、50、60、701、80承載主體100、200、300、400、500承載主體高度401、501
承載主體凹ロ 102、202、302、402、502底面103、203、303、403、503凸面高度403a凹面深度503a晶片104、204、304、404、504、804支撐環305支撐柱405、505、605、704支撐柱高度405a、505a第一側邊702第二側邊703平邊803、4041、5041、804具體實施例方式為了使本發明的敘述更加詳盡與完備，請參照下列描述並配合圖4A至圖SB的圖示。如圖4A所示，依據本發明第一實施例的一晶片載具40的剖視圖如下:如圖4A所示，本發明第一實施例的晶片載具40，包含一具有一高度401的承載主體400，承載主體400具有一凹ロ 402，凹ロ 402的底面403為ー曲面；以及多個支撐柱405位於承載主體400的周邊。本發明第一實施例的晶片載具40的凹ロ 402的上視形狀大約為一圓形，其尺寸為可容置一直徑2 8英寸(時)的商用晶片。如圖8A所不，圖8A為一晶片載具80的上視圖，如果是為承載4英寸或是4英寸以上的晶片，晶片載具80凹ロ的上視形狀還包含一平邊803。一晶片404包含一成長基板及一成長於成長基板上的外延層,其中外延層包含ー發光層。外延層的材料包含ー種以上的元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成的群組。承載主體400的材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料,例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鑰、鎢、鈦、鋯或上述的任意合金；非導電性材料，例如石英。本發明第一實施例中，凹ロ 402的上視形狀大約為圓形，其中凹ロ的上視形狀包含一側邊及一圓心。凹ロ 402的底面403為曲面，其中曲面包含一凸面自凹ロ 402的側邊向凹ロ 402的圓心凸出一高度403a。在本實施例中，凸面高度403a介於15至1000微米之間。凸面聞度403a與晶片載具40所承載的晶片404尺寸成一正比關係，其中，晶片尺寸與凸面高度之間正比比值的範圍介於7至125之間。當晶片404尺寸越大，在高溫下成長外延層吋，晶片404所產生的翹曲亦越大，所以晶片載具40的承載主體400的凸面高度403a亦需要再增高。當晶片載具40所承載的晶片404尺寸為2英寸時，承載主體400的凸面高度403a範圍介於15至65微米之間。當晶片載具40所承載的晶片404尺寸為4英寸吋，承載主體400的凸面高度403a範圍介於15至160微米之間。當晶片載具40所承載的晶片404尺寸為6英寸時，承載主體400的凸面高度403a範圍介於15至400微米之間。當晶片載具40所承載的晶片404尺寸為8英寸時，承載主體400的凸面聞度403a範圍介於15至1000微米之間。由於外延層和成長基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的溫度區間，晶片會產生不同程度的翹曲和形變。在本實施例中，如果此時晶片的翹曲形狀為ー凸面，選擇包含凸面的晶片載具40會使晶片表面溫度分布較均勻，晶片上不同區域的發光層發光波長分布亦較均勻。本發明第一實施例的晶片載具40還包含多個支撐柱405位於承載主體400的周邊。在本實施例中，多個支撐柱405的數量為至少三個，且多個支撐柱405位於承載主體400的周邊。多個支撐柱405位於承載主體400的周邊的上視圖如圖6所示，圖6為一晶片載具60的上視圖，多個支撐柱605的數量為至少三個，且多個支撐柱605位於承載主體的周邊。本發明第一實施例的各多個支撐柱405的上視圖如圖7所示。圖7為一晶片載具701的各多個支撐柱704的上視圖，各多個支撐柱704的上視圖包含一第一側邊702，其中第一側邊還包含一具有一第一曲率半徑的第一弧面；及多個第二側邊703，其中各多個第ニ側邊還包含一具有一第二曲率半徑的第二弧面，且第二曲率半徑不同於第一曲率半徑。如圖4A所示，各多個支撐柱405具有一高度405a小於承載主體400的高度401，且各多個支撐柱高度405a大於承載主體400的凸面高度403a。在本實施例中，各多個支撐柱405的高度405a介於15至1000微米之間。多個支撐柱405的材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料，例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鑰、鎢、鈦、鋯或上述的任意合金；非導電性材料，例如、石英。圖4B為晶片404的上視圖，晶片404包含一平邊4041，如圖4A所示，在本實施例中，晶片404被多個支撐柱405架高后，由於晶片404無法通過直接與晶片載具40的底面403接觸而受熱，且平邊4041處因加熱不易，影響到晶片404上發光層的發光波長。此現象隨著晶片404尺寸加大而更加明顯。當晶片載具80凹ロ包含平邊803，如圖8A所示，可減少晶片平邊8041和晶片載具平邊803間的空隙803a，而降低晶片平邊4041和晶片載具平邊803間的空隙803a所產生受熱不佳的情形，如圖SB所示。故在本實施例中，晶片載具40承載4英寸或是4英寸以上的晶片，且晶片載具40凹ロ的上視形狀還包含一平邊。依據本發明第二實施例的一晶片載具50的剖視圖如下:如圖5A所示，本發明第ニ實施例的晶片載具50，包含一具有一高度501的承載主體500，承載主體500具有一凹ロ502，凹ロ 502的底面503為ー曲面；以及多個支撐柱505位於承載主體500的周邊。本發明第二實施例的晶片載具50的凹ロ 502的上視形狀大約為一圓形，其尺寸為可容置一直徑2 8英寸的商用晶片。如圖8A所不，圖8A為晶片載具80的上視圖，如果是為承載4英寸或是4英寸以上的晶片，晶片載具80凹ロ的上視形狀還包含平邊803。一晶片504包含一成長基板及一成長於成長基板上的外延層,其中外延層包含ー發光層。外延層的材料包含ー種以上的元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成的群組。承載主體500的材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料,例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鑰、鎢、鈦、鋯或上述的任意合金；非導電性材料，例如石英。本發明第二實施例中，凹ロ 502的上視形狀大約為圓形，其中凹ロ的上視形狀包含一側邊及一圓心。凹ロ 502的底面503為曲面，其中曲面包含一凹面自凹ロ 502的側邊向凹ロ 502的圓心凹陷ー深度503a。在本實施例中，凹面深度503a介於15至1000微米之間。凹面深度503a與晶片載具50所承載的晶片504尺寸成一正比關係，其中，晶片尺寸與凹面深度之間正比比值的範圍介於7至125之間。當晶片504尺寸越大，在高溫下成長外延層吋，晶片504所產生的翹曲也越大，所以晶片載具50的承載主體500的凹面深度503a也需要再加深。當晶片載具50所承載的晶片504尺寸為2英寸時，承載主體500的凹面深度503a範圍介於15至65微米之間。當晶片載具50所承載的晶片504尺寸為4英寸吋，承載主體500的凹面深度503a範圍介於15至160微米之間。當晶片載具50所承載的晶片504尺寸為6英寸時，承載主體500的凹面深度503a範圍介於15至400微米之間。當晶片載具50所承載的晶片504尺寸為8英寸時，承載主體500的凹面深度503a範圍介於15至1000微米之間。由於外延層和成長基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的溫度區間，晶片會產生不同程度的翹曲和形變。在本實施例中，如果此時晶片的翹曲形狀為ー凹面，選擇包含凹面的晶片載具50會使晶片表面溫度分布較均勻，晶片上不同區域的發光層發光波長分布亦較均勻。本發明第二實施例的晶片載具50還包含多個支撐柱505位於承載主體500的周邊。在本實施例中，多個支撐柱505的數量為至少三個，且多個支撐柱505位於承載主體500的周邊。多個支撐柱505位於承載主體500的周邊的上視圖如圖6所示，圖6為晶片載具60的上視圖，多個支撐柱605的數量為至少三個，且多個支撐柱605位於承載主體的周邊。本發明第二實施例的各多個支撐柱505的上視圖如圖7所示。圖7為晶片載具701的各多個支撐柱704的上視圖，各多個支撐柱704的上視圖包含第一側邊702，其中第一側邊還包含具有第一曲率半徑的第一弧面；及多個第二側邊703，其中各多個第二側邊還包含具有第二曲率半徑的第二弧面，且第二曲率半徑不同於第一曲率半徑。如圖5A所示，各多個支撐柱505具有一高度505a小於承載主體500的高度501，且各多個支撐柱高度505a大於承載主體500的凹面深度503a。在本實施例中，各多個支撐柱505的高度505a介於15至1000微米之間。多個支撐柱505的材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料，例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鑰、鎢、鈦、鋯或上述的任意合金；非導電性材料，例如石英。圖5B為晶片504的上視圖，晶片504包含一平邊5041，如圖5A所示，在本實施例中，晶片504被多個支撐柱505架高后，由於晶片504無法通過直接與晶片載具50的底面503接觸而受熱，且平邊5041處因加熱不易，影響到晶片504上發光層的發光波長。此現象隨著晶片504尺寸加大而更加明顯。當晶片載具80凹ロ包含平邊803，如圖8A所示，可減少晶片平邊5041和晶片載具平邊803間的空隙803a，而降低晶片平邊5041和晶片載具平邊803間的空隙803a所產生受熱不佳的情形，如圖SB所示。故在本實施例中，晶片載具50承載4英寸或是4英寸以上的晶片，且晶片載具50凹ロ的上視形狀還包含一平邊。本發明另一實施例提供一種晶片載具的製造方法，其包含成長一外延層於一成長基板以形成一晶片結構；量測晶片結構的翹曲率；以及依據晶片結構的翹曲率，提供一如第一、ニ實施例所述的晶片載具，即當晶片結構的翹曲形狀為ー凸面時，提供一包含凸面及多個支撐柱的晶片載具；當晶片結構的翹曲形狀為ー凹面吋，則提供一包含凹面及多個支撐柱的晶片載具，其中凸面包含一凸面高度，凹面包含一凹面深度，凸面高度和凹面深度的範圍如第一、ニ實施例所述，與晶片載具所承載的一晶片尺寸成一正比關係，其中多個支撐柱的數量為至少三個。其中，外延層的材料包含一種以上的元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成的群組。以上各圖式與說明雖僅分別對應特定實施例，然而，各個實施例中所說明或揭露的元件、實施方式、設計準則、及技術原理除在彼此顯相衝突、矛盾、或難以共同實施之外，吾人當可依其所需任意參照、交換、搭配、協調、或合併。雖然本發明已說明如上，然而其並非用以限制本發明的範圍、實施順序、或使用的材料與製作工藝方法。對於本發明所作的各種修飾與變更，皆不脫本發明的精神與範圍。
權利要求
1.一晶片載具，其包含: 具有一高度的承載主體，具有凹ロ，該凹ロ的底面為ー曲面；以及 多個支撐柱位於該承載主體的周邊。
2.如權利要求1所述的晶片載具，其中該凹ロ的上視形狀大約為一圓形。
3.如權利要求1所述的晶片載具，其中該凹ロ的上視形狀包含側邊及圓心。
4.如權利要求3所述的晶片載具，其中該曲面包含凸面自該凹ロ的該側邊向該凹ロ的該圓心凸出一高度或一凹面自該凹ロ的該側邊向該凹ロ的該圓心凹陷ー深度。
5.如權利要求4所述的晶片載具，其中該凸面凸出的該高度介於15至1000微米之間，或該凹面凹陷的該深度介於15至1000微米之間。
6.如權利要求2所述的晶片載具，其中該凹ロ的尺寸約可容置一直徑2 8英寸的商用晶片。
7.如權利要求6所述的晶片載具，其中該凸面高度及/或凹面深度與該商用晶片的尺寸成一正比關係。
8.如權利要求2所述的晶片載具，其中該凹ロ的上視形狀還包含一平邊。
9.如權利要求1所述的晶片載具，其中該多個支撐柱的上視圖包含一第一側邊具有一第一曲率半徑的一第一弧面及多個第二側邊各包含一具有一第二曲率半徑的第二弧面，其中該第二曲率半徑不同於該第一曲率半徑。
10.如權利要求1所述的晶片載具，其中該多個支撐柱的數量為至少三個。
11.如權利要求1所述的晶片載具，其中各該多個支撐柱具有一高度小於該承載主體的該高度。
12.如權利要求11所述的晶片載具，其中各該多個支撐柱的該高度大於該凸面的該高度或該凹面的該深度。
13.如權利要求1所述的晶片載具，其中該承載主體及/或該支撐柱包含複合性材料、半導體材料、導電性材料、或非導電性材料。
14.一種晶片載具的製造方法，其包含: 成長一外延層於一成長基板以形成一晶片結構； 量測該晶片結構的翹曲率；以及 依據該晶片結構的翹曲率，提供一由權利要求1所述的晶片載具。
全文摘要
本發明公開一種晶片載具，其包含一具有一高度的承載主體，具有一凹口，凹口的底面為一曲面，其中曲面包含一凸面自凹口的側邊向凹口的圓心凸出一高度或一凹面自凹口的側邊向凹口的圓心凹陷一深度；以及多個支撐柱位於承載主體的周邊。
文檔編號H01L21/683GK103094424SQ20111033586
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者張中英, 羅雲明, 沈圻, 曾楹珍 申請人:晶元光電股份有限公司