可安装于表面的晶片制造技术

一种可安装于表面的晶片包含一电路装置及一基部。该电路装置包括一 顶层及一底层其分别具有一顶部接触及一底部接触。该基部包含具有一基部 顶表面及一基部底表面的一基底。该基部顶表面包含一顶电极结合至该底部 接触，且该基部底表面包含彼此电性隔离的第一及第二底电极。该顶电极连 接至该第一底电极，及该第二底电极通过一垂直导体连接至该顶部接触。一 绝缘层结合至该电路装置的一表面及覆盖该底层的一垂直表面的一部分。该 垂直导体包含一金属层接合至该绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种发光元件，特别是有关于一种可安装于表面的发光 元件。
技术介绍
发光二极管(LEDs)的进步已经使得某些装置使用其作为光源而取代传统 光源如日光灯及白炽灯泡。发光二极管光源具有接近或超越传统光源的能量 转换效率。此外，发光二极管光源具有远超过传统光源的寿命(lifetimes)。举 例来说，日光灯光源大约有10000小时的寿命，然而发光二极管则大约有 100000小时的寿命。再者，日光灯光源失去作用时完全没有任何预兆。相较 之下，发光二极管光源在坏掉之前有变暗的倾向，因此可给予使用者适当的 警告。不幸地，发光二极管被用来替换传统光源时有某些缺点。首先，发光二 极管发出相对窄频谱的光，提供一光源其仅可被査觉到一特定的颜色，因此 一定数目可发出不同窄频谱的光的发光二极管需被封装在一起，或者发光二 极管需要覆盖一种或多种荧光粉使发光二极管激发荧光粉，以提供想要的输 出光谱。此外，单一的发光二极管有一受限的光输出。即使高功率的发光二极管 最佳也仅有几瓦功率。再来，如上所述， 一定数目的发光二极管需要结合在 一发光元件中提供一想要的输出光谱。因此， 一光源如要提供具有超过数瓦 的任何输出光谱， 一定数目的发光二极管需要结合在一个独立单元。为了提供此多重的发光二极管元件，通常一定数目的发光二极管晶粒被连接至某种型式的基板。连接的方式可以分成两种类型。第一种类型依靠打线(wirebond)以连接晶粒上一或多个电极至该基板相对应的电极上。这种连接 方式有一些问题。第一，打线需被单独实施。第二，打线易损坏，需要被保 护。典型的保护方法包括将该晶粒及打线放入某些透明封装材料中。不幸地， 该封装材料会老化造成光吸收。此外，该封装材料施加应力于打线，可能会 导致元件提早损坏。再者，封装是一额外的组装步骤造成额外的成本花费。 更进一步，该封装材料通常使元件的最大容忍温度受到限制。此外，该封装 材料施加应力于发光二极管材料使得需要的操作电压上升。第三，该打线通 常会阻挡部分发光二极管发出的光线，而减少光源的效率。最后，须注意的 是该打线的损坏会是整个元件损坏的一个重大因素。第二种连接方法，原理上，避免打线，因此可解决因为打线造成的问题。 这些方法通常为覆晶(flip-chip)方法。在这些方法中，通过沉积多层在基板上， 该发光二极管可被制造在一透明基板上。因为这些被用来建构发光二极管的 多层为本领域技术人员所熟知的，所以这些层的细节在此不做讨论。 一发光 —极管包含主要的三层，一 n型层通常最先沉积在基板上， 一主动层用来产 生光以及一 p型层。从n型层流向主动层区域的电子会与从p型层流向主动 层区域的空穴在主动层中结合。为了点亮发光二极管，该n型层及该p型层之间需要被提供一电位。但 是该n型层被埋在前述多层堆迭中。因此有两种基本构造用来处理此一连接 问题。在第一种构造中，该n型及p型的连接透过这些层的外表面上的电极 达成。这种型式的元件在以下讨论中被归类为垂直型元件(verticaldevice)。第 二种型式的元件被归类为侧向型元件(lateral device)。在侧向型元件中，掩埋 层的连接通过刻蚀该掩埋层的上方层以裸露该掩埋层来提供。在上文描述的 例子，该元件的部分p型层及部份主动层被移除而裸露下方的n型层。通过 沉积一金属层在该裸露层上而提供连接至该n型层。在经由打线连接的元件 中，其中一条打线附着在该金属层上。此种元件被称作侧向型元件是因为电流必须从裸露的平台侧向地流动抵达该主动层。覆晶发光二极管是此种侧向 型元件的一种例子。在一覆晶发光二极管中，通过刻蚀该元件的部份P型层及部份主动层以裸露该n型层，可达成该n型层的连接。 一导电层沉积在裸露的该n型层平台上及用来达成该层的连接。为了安装该晶片在一载体例如印刷电路板上， 该晶片被倒置，以使该发光二极管顶部的接触匹配该印刷电路板上的焊垫(pads)。该晶片因此被接合至该印刷电路板。虽然覆晶式发光二极管可避免打线造成的问题，但也产生一些新的问题。 首先，晶片必须置放在一印刷电路板或其类似物件上。此一操作需要高度精 确性，因为这些接触非常小且彼此靠近。终端产品制造者在一般经济考量下 可能没有达成此种精确放位的设备。因此，这些元件通常被封装于类似小型 印刷电路板的一个独立载体上，该独立载体上的焊垫彼此相隔较远，所以可 降低终端产品制造者放置该元件所需要的精确性。不幸地，此种解决办法增 加该封装后元件的体积，也因此限制了在终端产品中发光二极管的密度。此 外，此解决办法增加最终发光二极管的成本花费，因为这些发光二极管必须 个别地连接至该载体。第二，覆晶接合至该载体，无论是最终的印刷电路板或上述的中间载体， 包含的工艺步骤可能会导致发光二极管的层与层之间的短路。这些短路现象 发生在接合过程中或元件的生命期经过一段时间之后。这些短路现象造成发 光二极管的良率下降而增加成本花费。第三，用以提供该n型层接触的切割出来的平台占据该晶粒相当部份的 表面积。此相当部份的面积不会产生光，因为该被切割出来的平台通过该主 动层。因此，离开该元件的每单位面积的总光量大幅地减少。
技术实现思路
本专利技术提供一元件包含一电路装置及一基部，该电路装置包含具有一顶层及一底层的多层半导体层，该顶层包含一顶表面具有一顶部接触于该顶表 面及该底层具有一底表面及一底部接触于该底表面，操作该电路装置需要一 电位差施加在该顶部接触及该底部接触；及该基部包含具有一基部顶表面及 一基部底表面的一基底，该基部顶表面接合至该底层及该基部底表面包含互 相电性隔离的一第一底电极及一第二底电极，该底部接触通过一第一导体连接至该第一底电极及该第二底电极通过一第二导体连接至该顶部接触；其中该底层包含一绝缘层接合在该底层的一表面上及其中该第二导体包含一金属 层接合至该绝缘层，该绝缘层防止该第二导体与该底层的接触。本专利技术可被用来建构一可安装于表面的发光元件，该发光元件包含一主 动层，及一第一半导体层及一第二半导体层，该主动层位于该第一及第二半 导体层之间。该第一半导体层具有包含该顶部接触的一顶表面，及该第二半 导体层具有包含该底部接触的一底表面。当一电位施加于该顶部接触及该底 部接触之间，空穴及电子在该发光元件中结合产生光。附图说明图1是安装在一印刷电路板上的一覆晶发光二极管截面图。图2是根据本专利技术的一实施例的发光二极管上视图。图3是图2中沿线3-3的截面图。图4是发光二极管40的底视图。图5是具有多个发光二极管的部分晶圆上视图。图6是图5沿线6-6的截面图。图7是具有多个元件的部分基部上视图。图8是图7沿线8-8的截面图。图9是部分发光部及部份基部接合前的截面图。图IO是部份发光部及部份基部接合后的截面图。图11是部份发光部及部份基部接合后且移除基底的截面图。实施例的发光二极管上视图。 图13是根据本专利技术另一实施例的发光二极管上视图。图14是图13沿线14-14的截面图。图15是根据本专利技术的一基部晶圆上视图。图16是图15沿线16-16的截面图。图17至图20是例示一具有发光二极管200结构的一发光二极管的制造 方法。图21是切割前的部分已接合晶圆的上视图。图22是根据本专利技术另一实施例的发光二极管截面图。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一元件包含一电路装置及一基部，　该电路装置包含具有一顶层及一底层的多层半导体层，该顶层包含一顶表面具有一顶部接触于该顶表面及该底层具有一底表面及一底部接触于该底表面，操作该电路装置需要一电位差施加在该顶部接触及该底部接触；及　该 基部包含具有一基部顶表面及一基部底表面的一基底，该基部顶表面是接合至该底层及该基部底表面包含互相电性隔离的一第一底电极及一第二底电极，该底部接触通过一第一导体连接至该第一底电极及该第二底电极通过一第二导体连接至该顶部接触；　其中该底层 包含一绝缘层是接合在该底层的一表面上及其中该第二导体包含一金属层接合至该绝缘层，该绝缘层防止该第二导体与该底层的接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.11 US 11/502,9401.一元件包含一电路装置及一基部，该电路装置包含具有一顶层及一底层的多层半导体层，该顶层包含一顶表面具有一顶部接触于该顶表面及该底层具有一底表面及一底部接触于该底表面，操作该电路装置需要一电位差施加在该顶部接触及该底部接触；及该基部包含具有一基部顶表面及一基部底表面的一基底，该基部顶表面是接合至该底层及该基部底表面包含互相电性隔离的一第一底电极及一第二底电极，该底部接触通过一第一导体连接至该第一底电极及该第二底电极通过一第二导体连接至该顶部接触；其中该底层包含一绝缘层是接合在该底层的一表面上及其中该第二导体包含一金属层接合至该绝缘层，该绝缘层防止该第二导体与该底层的接触。2. 如权利要求1所述的元件，其中该基部包含一顶电极接合至该基部顶表 面，该第一导体包含一导体是连接该顶电极至该第一底电极。3. 如权利要求2所述的元件，其中该电路装置包含一发光装置是包含一主 动层，及一第一半导体层及一第二半导体层，该主动层位于该第一及第二半 导体层之间，该第一半导体层具有包含该顶部接触的一顶表面及该第二半导 体层具有包含该底部接触的一底表面，当一电位施加于该顶部接触及该底部 接触之间，空穴及电子在该发光装置中结合产生光。4. 如权利要求3所述的元件，其中该电路装置包含AlGaAs， AlInGaP， AlInGaN，或GaAsP。5. 如权利要求1所述的元件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：法兰克·T·萧，
申请(专利权)人：普瑞光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US