整合式发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种整合式发光装置及其制造方法。该整合式发光装置结合了至少一发光元件、包含集成电路的控制元件以及将发光元件与控制元件电性连接的连接区。经由此结合方式，可以通过集成电路所设计的多样化功能来驱动发光元件，增加整合式发光装置的应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及整合式发光装置及其制造方法，利用半导体工艺将集成电路与发光元件予以整合。此整合式发光装置并可通过集成电路所设计的功能来控制发光元件，增加其应用性。
技术介绍
将发光元件与其他元件加以整合的技术不断发展中，而目前逐渐普及的发光二极管由于其体积小、能耗低，各式的应用不断衍生出来，因此如何将发光二极管整合在各种装置的方法成为有趣的课题。目前常见的整合装置主要都是以一个外部的控制元件如PCB(印刷电路板)为主体，再与封胶完成的发光二极管连接，进而通过此外部控制元件来驱动并控制此发光二极管使其发光。然而，此种整合式的发光装置的体积往往因外部控制元件过大，无法满足目前对电子产品要求在尺寸轻、薄、短、小下且功能要不断扩充的需求。
技术实现思路
本专利技术所披露的整合式发光装置包含控制元件、发光元件与连接区。控制元件具有集成电路区、多个内连栓塞与多个电源垫。连接区包含第一导电区与第二导电区。通过连接区可将控制元件与发光元件电性连接。因此，当电流经由外部电源进入此整合式发光装置时，可经由控制元件来控制此发光元件。又由于控制元件中的集成电路区可被设计成多功能且体积小的控制电路，因此整合式发光装置的应用领域可加以提升。而连接区利用与制作集成电路区的相同技术，使得在制作此整合式发光装置时更有效率。附图说明图1显示整合式发光装置各部元件；图2(a)-2(d)显示整合式发光装置的控制元件的制造流程；图3显示发光二极管；图4(a)-4(c)显示整合式发光装置的连接区的制造流程；图5(a)-(c)显示本专利技术所披露的实施例及其等效电路；图6显示本专利技术所披露的实施例；图7显示本专利技术所披露的又一实施例；图8(a)-8(b)显示本专利技术所披露的制造流程；图9(a)-9(b)显示本专利技术所披露的实施例的等效电路图10(a)-10(d)显示本专利技术所披露的实施例的制造流程；图11显示本专利技术所披露的又一实施例；图12(a)-12(b)显示本专利技术所披露的又一实施例的制造流程；图13显示本专利技术所披露的又一实施例；图14显示本专利技术所披露的又一实施例；图15显示本专利技术所披露的又一实施例；附图标记说明101：半导体基板102：集成电路区103：电源垫201：第一电极202：第二电极203：第一半导体层204：第二半导体层205：发光区301：第一导电区302：第二导电区具体实施方式第一实施例：如图1中所示，有控制元件100，此控制元件100包含半导体基板101，集成电路区102与多个电源垫103。集成电路区102形成于半导体基板101上，其中集成电路区102包含多个内连栓塞1021及介电区1022。多个电源垫103形成于集成电路区102上。所述半导体基板101的材料可为目前常见的硅(Si)、锗(Ge)、GaN、或GaAs，也可为任何一种能隙(band gap)大小介于导体与绝缘体之间的半导体材料。集成电路区102的形成方式主要是通过，但不限于，目前半导体工艺常用的黄光光刻(Photolithography)、蚀刻(Etch)、薄膜(Thin Film)、与扩散(Diffusion)、离子注入(Ion Implant)等技术制造完成。图2a～2d进一步详细地描述集成电路区102的形成方式。首先，如图2(a)所示为半导体基板101，具有表面1011。其次，如图2(b)所示在半导体基板101的表面1011形成多个固态控制单元1023与多个分隔区1024，任一固态控制单元1023包含至少一掺杂区(dopant area)1023a、栅极(gate)1023b与至少一连线1023c。多个固态控制单元1023可为场效晶体管(MOSFET)、二极管(Diode)、可程式元件(FPGA)、双极晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、结型场效应管(JFET)等。接着如图2(c)所示，形成介电区1022与多个内连栓塞1021，其中介电区1022可包含一层或一层以上的介电层，介电区1022的材料可为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧化钛(TiOx)、FSG(氟硅酸盐玻璃Fluorosilicate Glass)、PSG(磷硅酸盐玻璃Phosphosilicate Glass)、BPSG(硼硅酸盐玻璃Borophosphosilicate Glass)或氧化铝(AlOx)等，制造方式可通过CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉积)、旋涂(Spin Coating)等技术完成。多个内连栓塞1021与固态控制单元1023电性连接。接着如图2(d)所示，在集成电路区102上方形成多个电源垫103以完成控制元件100。上述的控制元件100由于具备逻辑电路的功能，因此当有外部电源，例如直流电源，可通过电源垫103将电流导入集成电路区102中的多个固态控制单元1023，而控制元件100会依其所设计的电路进行运作。图3显示本实施例中所包含的发光元件200，此发光元件可为发光二极管、激光、SoC(芯片上系统System on Chip)LED(发光二极管)或上述选择的任意组合。在本实施例中以发光二极管为例。发光二极管200包含第一电极201、第二电极202、第一半导体层203、第二半导体层204与发光区205。为了提高出光效率，此发光二极管200也可选择性地加入反射层、电流分散层(图未示)。此发光元件200的形成方式是在成长基板(图未示)上以已知的发光二极管制造流程制造而成。半导体层与发光层的主要材料可为III-V族半导体材料，例如AlGaInP系列或GaN系列半导体材料：AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN，或II-VI族半导体材料，如、ZnSe、ZnSeCr、ZnSeTe、ZnS、CdSe等。接着，如图4所示为连接区300的形成过程示意图。首先如图4(a)所示在控制元件100的集成电路区102上以例如薄膜技术沉积形成导电薄膜305。接着，如图4(b)所示，以例如黄光光刻与蚀刻等工艺将导电薄膜305的部分去除，形成包含第一导电区301与第二导电区302的连接区300。另外，如图4(c)所示，可选择性地再施加如黄光光刻与蚀刻等工艺将第一导电区301与第二导电区302制作成厚度相异的两个导电区。第一导电区301与第二导电区302分别与控制元件100的内连栓塞1021本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种整合式发光装置，包含：控制元件包含半导体基板，形成于该半导体基板上的集成电路区，以及形成于该集成电路区上的多个电源垫；发光元件，包含发光区，第一电极，第二电极；以及连接区，其中该连接区包含第一导电区与第二导电区，该发光元件的第一电极通过该第一导电区电性连接该控制元件，该发光元件的第二电极通过该第二导电区电性连接该控制元件。

【技术特征摘要】
1.一种整合式发光装置，包含：
控制元件包含半导体基板，形成于该半导体基板上的集成电路区，以及
形成于该集成电路区上的多个电源垫；
发光元件，包含发光区，第一电极，第二电极；以及
连接区，其中该连接区包含第一导电区与第二导电区，该发光元件的第
一电极通过该第一导电区电性连接该控制元件，该发光元件的第二电极通过
该第二导电区电性连接该控制元件。
2.如权利要求1所述的整合式发光装置，其中该半导体基板包含延伸部。
3.如权利要求1所述的整合式发光装置进一步包含第二控制元件。
4.如权利要求1所述的整合式发光装置进一步包含第二发光元件。
5.如权利要求1所述的整合式发光装置，该控制元件又包含一或多个穿
透栓塞与一或多个连接垫。
6.如权利要求5所述的整合式发光装置，其中该一或多个穿透栓塞包含
隔离层。
7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣茂，谢明勋，陈泽澎，洪盟渊，韩政男，李宗宪，徐大正，吕志强，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71