CN102856481A - 半导体发光器件封装件 - Google Patents
半导体发光器件封装件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102856481A CN102856481A CN2012102260381A CN201210226038A CN102856481A CN 102856481 A CN102856481 A CN 102856481A CN 2012102260381 A CN2012102260381 A CN 2012102260381A CN 201210226038 A CN201210226038 A CN 201210226038A CN 102856481 A CN102856481 A CN 102856481A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light emitting
- semiconductor
- semiconductor substrate
- emitting device
- packaging piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 262
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 116
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 67
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 40
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 13
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 235000012364 Peperomia pellucida Nutrition 0.000 description 2
- 240000007711 Peperomia pellucida Species 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种半导体发光器件封装件，其包括：具有彼此相对的第一主表面和第二主表面的半导体衬底；布置在所述半导体衬底的第一主表面侧上的光源；布置在所述半导体衬底的第二主表面侧上的多个电极焊盘；从所述多个电极焊盘延伸并且穿透所述半导体衬底的导电通孔；以及包括多个二极管的驱动电路单元，通过由p型区和n型区形成的pn结获得所述多个二极管，并且将所述多个二极管电连接至所述导电通孔和所述光源。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0063806的优先权，其公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及半导体发光器件封装件。
背景技术
发光二极管（LED）（一种半导体光源）是一种能够产生各种颜色的光的半导体器件，这是通过当对其施加电流时电子和空穴在p型半导体层与n型半导体层之间的pn结处的再结合而实现的。这种LED作为光源与基于灯丝的光源相比，在长寿命、相对较低的功耗、卓越的启动驱动属性、相对较高的抗震等方面具有优势，因此对这种LED的需求在不断增加。
由于这种LED可以通过相对较低的电压驱动，所以可以通过将串联的多个LED连接至商用交流电来将其用作照明装置。然而在此情况下，从器件自身产生的热与通过器件之间的串联连接产生的热之间的相互作用所产生的电流中的变化速率会比较高，因此电压不会均匀分布。因此，在此情况下，器件会因为瞬间的反向电压而损坏。为了解决这些缺陷，在驱动电路等中已经持续进行了包括整流电路、齐纳二极管等的研究，但是电路结构还很复杂，并且产品成本和封装件尺寸会增加。
因此，需要设计这样一种AC驱动类型的半导体发光器件封装件，该半导体发光器件封装件在能够使用AC电源的同时具有显著减小的尺寸、较低的制造成本、较低的缺陷率，并且能够大规模生产。
发明内容
本发明的一个方面提供一种半导体发光器件封装件，通过在半导体衬底的内部部分中集成整流电路和其他被提供用于对发光器件进行驱动的驱动电路，该半导体发光器件封装件具有较小的尺寸和集成的结构。
根据本发明的一个方面，提供一种半导体发光器件封装件，其包括：半导体衬底，其具有彼此相对的第一主表面和第二主表面；光源，其布置在所述半导体衬底的第一主表面侧上；多个电极焊盘，其布置在所述半导体衬底的第二主表面侧上；导电通孔，其从所述多个电极焊盘延伸并且从所述半导体衬底的第二主表面开始穿透所述半导体衬底到达所述半导体衬底的第一主表面；以及驱动电路单元，其包括多个二极管，通过由具有相对较高的p型杂质浓度的p型区和具有相对较高的n型杂质浓度的n型区形成的pn结获得所述多个二极管，并且将所述多个二极管电连接至所述导电通孔和所述光源，从而对流过所述多个电极焊盘的交流（AC）电流进行整流，并且将经过整流的电流提供给所述光源。
所述半导体衬底的所有区域除了其p型区之外都可以形成为n型区。
在所述半导体衬底中，除了p型区之外，所述半导体衬底的至少一部分可以是没有掺杂杂质的区域。
所述半导体衬底的至少一部分表面可以提供有对从所述光源发出的至少一部分光进行反射的反射层。
所述反射层可以形成在所述半导体衬底的、除了在其中形成了绝缘体的区域之外的表面上。
所述多个二极管中的至少一部分可以通过所述第一主表面暴露于外部。
至少部分所述多个二极管可以通过在所述半导体衬底的第一主表面上提供的布线结构彼此电连接。
所述光源可以是这样一种发光器件，其包括：n型半导体层；p型半导体层；置于所述n型半导体层与所述p型半导体层之间的有源层；电连接至所述n型半导体层的n侧电极；以及电连接至所述p型半导体层的p侧电极。
所述n侧电极可以电连接至所述多个二极管中的至少一个p型区，并且所述p侧电极可以电连接至所述多个二极管中的至少一个n型区。
所述n侧电极和p侧电极与所述二极管可以通过在所述半导体衬底的第一主表面上提供的布线结构彼此电连接。
所述光源可以包括彼此电连接的多个半导体发光器件。
可以将所述多个半导体发光器件安装在单个集成电路中。
所述半导体衬底可以包括Si和SiC中的至少一种。
所述半导体衬底可以包括在其至少一部分表面上形成的绝缘体。
所述半导体发光器件封装件还可以包括置于所述半导体衬底与所述导电通孔之间的绝缘体。
所述半导体发光器件封装件还可以包括在所述半导体衬底的厚度方向上穿透所述半导体衬底以便在所述多个二极管之间进行分隔的绝缘体。
所述半导体发光器件封装件还可以包括：电容器单元，其包括在所述半导体衬底的内部部分中形成的电介质层，并且并联到所述光源。
在此情况下，所述电容器单元与所述半导体衬底的其他区域可以被绝缘层间隔开。
所述电容器单元与所述光源可以通过在所述第一主表面上提供的布线结构彼此电连接。
所述半导体发光器件封装件还可以包括：静电放电保护电路，其并联到所述光源。
在此情况下，所述静电放电保护电路可以包括在所述半导体衬底的内部部分中形成的齐纳二极管。
在此情况下，所述齐纳二极管与所述半导体衬底的其他区域可以被绝缘层间隔开。
在此情况下，所述半导体衬底可以包括具有这样形式的空腔，其中所述半导体衬底的一部分已经从所述第一主表面移除，并且可以将所述光源布置在所述空腔中。
所述半导体发光器件封装件还可以包括形成在所述空腔的内壁上的反射层。
在此情况下，所述空腔的宽度可以背离所述第一主表面而增加。
可以按照与所述多个二极管的量相等的量来提供所述导电通孔，以便在它们之间具有一对一的电连接。
可以将所述多个电极焊盘布置为与所述导电通孔的量相等，以便在它们之间具有一对一的电连接。
附图说明
通过以下结合附图的详细说明，将更加清楚地理解本发明的上述和其他方面、特征和其他优点，在附图中：
图1是示意地示出了根据本发明一个实施例的半导体发光器件封装件的平面图；
图2是沿图1的线A-A’截取的剖视截面图；
图3是示意地示出了图1的半导体发光器件封装件的内部部件之间的电连接关系的电路图；
图4是示意地示出了根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件中的电连接关系的电路图；
图5是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图；
图6是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图；
图7是示意地示出了图6的半导体发光器件封装件中的内部部件之间的电连接关系的电路图；
图8是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图；
图9是示意地示出了图8的半导体发光器件封装件的内部部件之间的电连接关系的电路图；以及
图10是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图。
具体实施方式
可以对本发明的各实施例进行修改以具有多种不同的形式，并且不应当将本发明的范围看作是限定于在此陈述的各实施例。提供本发明的各实施例的目的是使得本领域技术人员可以理解本发明。在附图中，为了清楚会放大形状和尺寸，并且相同的附图标记始终用来指示相同或相似的部件。
图1是示意地示出了根据本发明一个实施例的半导体发光器件封装件的平面图。图2是沿图1的线A-A’截取的剖视截面图。图3是示意地示出了图1的半导体发光器件封装件的内部部件之间的电连接关系的电路图。
参考图1和图2，根据本发明一个实施例的半导体发光器件封装件可以包括：半导体衬底12；安装在半导体衬底12的上表面上的半导体发光器件11；形成在半导体衬底12的下表面上的半导体电极焊盘16；从电极焊盘16延伸以在厚度方向上穿透半导体衬底12的导电通孔15；以及将半导体发光器件11电连接至半导体衬底12的部分区域的导线17。在当前实施例中，特别地，半导体衬底12可以由硅半导体衬底形成，使得能够在其内部部分中提供用于驱动半导体发光器件11的驱动电路单元，并且导电通孔15可以用作将电极焊盘16电连接至该驱动电路单元。在下文中，将详细描述配置半导体发光器件的各组成部分。然而，在本说明书中，术语“上表面”、“下表面”、“侧表面”等将基于附图来提供，但是可以根据器件在使用中的布置方向而实际变化。
半导体衬底12可以具有彼此相对的第一和第二主表面。可以将半导体发光器件11布置在第一主表面上，并且可以将电极焊盘16布置在第二主表面上。可以形成导电通孔15以从第一主表面穿透到第二主表面。另外，根据本发明的当前实施例，可以在半导体衬底12的内部部分中提供用于驱动半导体发光器件11的驱动电路单元，在下文中将详细说明驱动电路单元。
在驱动电路单元中，可以通过利用n型杂质掺杂衬底12的部分区域形成n型半导体区121，可以通过在衬底12上掺杂p型杂质来将衬底12的另一部分形成为p型半导体区122，而且n型和p型半导体区121和122可以彼此接触从而实现它们的pn结并形成二极管。
在形成二极管的情况下，可以根据设计中的需要来实施二极管的尺寸和数量，但是在形成多个二极管的情况下，可以分别形成多个pn结（在所述pn结中n型和p型半导体区121和122在半导体衬底12上彼此接触），并且可以通过稍后将要说明的绝缘体将多个pn结彼此分隔开同时彼此电绝缘，从而可以实现多个二极管。具体而言，在配置桥式整流电路的情况下（类似于本发明的桥式整流电路），可以在半导体衬底12上的适当位置中形成四个二极管。
同时，虽然根据本发明的各实施例，可以按照将n型和p型杂质注入所需的特定区域的方案来形成n型和p型半导体区121和122，但特别地，类似于当前实施例，可以将整个半导体衬底12掺杂有n型杂质以便允许将半导体衬底形成为n型半导体区121，并且可以将p型杂质选择地掺杂在要被提供为p型半导体区122的部分上，从而可以形成二极管。
另外，当前实施例提供了这样一种情况，其中从半导体衬底上表面到半导体衬底中的预定深度形成p型半导体区122，但并不限于此，因而本领域普通技术人员根据适当的电路配置可以变化地实现二极管形成区域中的深度、范围、掺杂浓度等。
这样，在当前实施例中，可以在半导体衬底12的内部部分中形成多个二极管，并且可以提供通过使用电源、半导体发光器件11和多个二极管的适当电连接（稍后将对其进行说明）形成的具有整流功能的驱动电路单元。在此情况下，通过以下方式来形成配置驱动电路单元的各二极管，即，在半导体衬底12的部分区域掺杂n型和p型杂质以形成n型和p型半导体区121和122并且使得n型和p型半导体区121和122接触从而形成二极管，而不是简单地在半导体衬底12的内部区域插入二极管或将二极管安装在其上。因此，由于可以在不需要向半导体衬底12的外部添加分离器件的情况下来实现这种配置，即，半导体衬底12自身用于执行驱动电路的任务，因此可以简化制造工艺并且封装件的整体尺寸可以减小。
半导体发光器件11可以包括n型半导体层、有源层、p型半导体层、与n型半导体层电连接的n侧电极、以及与p型半导体层电连接的p侧电极，它们都布置在半导体衬底12上并且在其上顺序地形成。可以由氮化物半导体层（例如，AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)）形成n型和p型半导体层。在n型和p型半导体层之间形成的有源层通过电子与空穴的再结合可以发出具有一定能量的光，在此，可以使用多量子阱结构（例如，InGaN/GaN结构），其中交替地叠置了量子阱层和量子势垒层。可以通过诸如MOCVD、MBE、HVPE等本领域已知的工艺来生长配置发光结构的n型和p型半导体层与有源层。
在当前实施例中，可以在形成半导体发光器件的上表面的方向上形成n侧和p侧电极，并且可以通过导线17将n侧和p侧电极电连接至驱动电路单元并且n侧和p侧电极接收经过整流的功率。然而，针对电极形成方向和电连接的单元不限于此，而是可以应用该单元的各种变型。
电极焊盘16、导电通孔15和延伸电极14可以用于提供通过电极焊盘16施加到驱动电路单元的电流。
电极焊盘16可以形成在衬底的与半导体发光器件11相对的一侧上，使得半导体衬底12夹置在半导体发光器件11与电极焊盘16之间，并且可以形成从电极焊盘16延伸的导电通孔15以从半导体衬底12的下表面穿透到半导体衬底12的上表面。导电通孔15可以包括具有卓越的导电性的至少一种金属，诸如金（Au）、银（Ag）、铝（Al）、铜（Cu）、镍（Ni）等，并且导电通孔15可以通过延伸电极14电连接至驱动电路单元，即，半导体衬底12的n型或p型半导体区121或122。在此情况下，可以在半导体衬底12的部分区域中提供没有形成绝缘体13的开放区域，使得延伸电极14电连接至驱动电路单元。稍后将对其进行详细说明。
另外，本发明并不限于如在上述当前实施例中描述的导电通孔15完全垂直地穿透半导体衬底12的形式，因而可以根据应用的实施例来提供各种形式。例如，导电通孔15可以仅穿入半导体衬底12的一部分而不是完全从其中穿透，以便直接接触半导体衬底12的内部部分中的n型或p型半导体区121或122从而与其形成电连接。此外，根据半导体衬底12的内部配置可以将导电通孔15形成为具有预定的斜度，或者将导电通孔15形成为其一部分弯曲的形状。
通过使用具有电绝缘属性的材料，基于电路配置，绝缘体13可以通过被提供在半导体衬底12的上表面、下表面和侧表面上，被提供在配置驱动电路单元的多个二极管之间，被提供在半导体发光器件11与半导体衬底12之间，被提供为围绕导电通孔15等等，以便在它们之间或它们周围绝缘，来用作保持电流。
在当前实施例中，半导体发光器件11可以通过导线17电连接至n型和p型半导体区121和122，导电通孔15可以通过沿着半导体衬底12的上表面的延伸电极14电连接至n型和p型半导体区121和122。因此，为了获得这种电连接，可以在半导体衬底12的上表面的区域中、除了该上表面的一部分区域之外提供绝缘体，使得可以暴露n型和p型半导体区121和122。
随后，参考图3，在根据当前实施例的半导体发光器件封装件中，基于半导体发光器件11的四个二极管可以形成桥式电路，使得通过该桥式电路能够对从交流（AC）电源施加的电流进行整流，从而允许半导体发光器件11工作。
如此，为了配置桥式电路，可以通过布线结构在半导体发光器件11与n型和p型半导体区121和122之间提供电连接，分别地，半导体发光器件11的p侧电极可以电连接至四个二极管当中的两个n型半导体区，而n侧电极可以电连接至两个p型半导体区。另外，分别通过布线结构，半导体发光器件11的p侧电极所电连接至的n型半导体区所在的两个二极管的p型半导体区可以彼此连接，而且半导体发光器件11的n侧电极所电连接至的p型半导体区所在的两个二极管的n型半导体区可以彼此连接，从而最终电连接至AC电源的两个电极。在此情况下，可以通过接合线17实现布线结构，以提供对它们的连接，也可以通过在半导体衬底12的上表面上图案化导电金属层的配置来提供布线结构。
图4是示意地示出了根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的电连接配置的电路图。参考图4，类似于本发明的前述实施例，提供了包括半导体衬底12、半导体发光器件11、电极焊盘16、导电通孔15和导线17在内的半导体发光器件封装件的结构。在此情况下，相同的附图标记用于与图2中的部件相同的部件，所以省略了对它们的详细说明。
本发明的当前实施例的配置与前述实施例的差别是在于提供光源的形式，其中多个半导体发光器件彼此串联而不是使用单个半导体发光器件。这样，可以根据施加到单个半导体发光器件的电流量来配置发光器件阵列的串联或并列结构，使得其可以用作光源，并且特别地，可以在单个集成电路中安装多个发光器件，从而显著地减小封装件的整体尺寸。
图5是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图。参考图5，类似于前述实施例，根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件可以包括半导体衬底12、半导体发光器件11、电极焊盘16、导电通孔15和导线17，并且还可以在半导体衬底12的一部分表面上形成替代绝缘层的反射层51。在此情况下，相同的附图标记用于与图2中的部件相同的部件，所以省略了对它们的详细说明。
在此情况下，可以由具有相对较高光反射率的金属形成反射层51，所述金属例如为A g、Au、Al、Cu和Ni中的至少一种。如上所述，在衬底表面上形成反射层51的情况下，当从半导体发光器件的有源层发出的光移动朝向半导体衬底12时，反射层51可以反射光从而增加光提取效率。然而，在形成反射层51的材料具有导电性的情况下，可以在适当的位置处形成反射层，从而在该适当的位置中不会影响半导体衬底12的内部部分中的电路配置。即，在导电通孔15、n型和p型半导体区的情况下，对于要与半导体衬底12的其他区域隔离的区域，可以不形成反射层而是可以形成绝缘层13。
图6是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图。图7是示意地示出了图6的半导体发光器件封装件中的内部部件之间的电连接关系的电路图。参考图6和图7，类似于前述实施例，根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件可以包括半导体衬底12、半导体发光器件11、电极焊盘16、导电通孔15、导线17，同时可以在半导体衬底12的部分区域上形成电容器（61，62）。在此情况下，相同的附图标记用于与图2中的部件相同的部件，所以省略了对它们的详细说明。
根据当前实施例的电容器（61，62）可以通过以下方式形成，在半导体衬底12的厚度方向上在半导体衬底12的部分区域中形成电介质层61，并且在电介质层61的两个表面上布置彼此平行的导电层62。另外，没有特别限定形成电容器（61，62）的区域，而是可以按照通过绝缘体13与半导体衬底12的其他区域分离的形式来提供该区域，并且还可以如图7所示将电容器（61，62）并联到光源。在当前实施例中，由于会使用AC电源作为电源，因此会存在将反向电流提供到光源的时间点。然而，可以通过使用如上所述的电容器来防止由于反向电流所引起的闪烁。
在此情况下，电容器（61，62）的电容会根据形成电介质层61的材料和导电层62之间的距离而不同，并且虽然通过在电容器（61，62）中形成相对较大的电容量可以均匀地保持施加到光源的电流，但是可以提供具有适当的电容的电容器，其中考虑到半导体发光器件封装件的整体尺寸以及生产工艺中的若干条件。
图8是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图。图9是示意地示出了图8的半导体发光器件封装件的内部部件之间的电连接关系的电路图。参考图8和图9，类似于前述实施例，根据当前实施例的半导体发光器件封装件可以包括半导体衬底12、半导体发光器件11、电极焊盘16、导电通孔15和导线17，并且还可以在半导体衬底12的部分区域上形成齐纳二极管81。在此情况下，相同的附图标记用于与图2中的部件相同的部件，所以省略了对它们的详细说明。
根据当前实施例的齐纳二极管81可以配置为一对扩散层，这对扩散层是通过将n型和p型杂质注入半导体衬底12的部分区域中从而被扩散获得的，并且从这点上来看，可以类似于在半导体衬底12的内部部分中提供二极管的形式来提供齐纳二极管81。这样，可以通过形成齐纳二极管并且如图9所示将齐纳二极管并联到光源来补充发光器件的耐电压属性。
图10是根据本发明另一个实施例的半导体发光器件封装件的示意截面图。参考图10，类似于前述实施例，根据当前实施例的半导体发光器件封装件可以包括半导体衬底12、半导体发光器件11、电极焊盘16、导电通孔15和导线17。此外，半导体衬底12可以包括形成为具有这样形式的空腔101，其中半导体衬底12的一部分已经从其上表面移除，并且半导体发光器件11可以布置在空腔101中。在图10中，精确表现了半导体发光器件11和形成在半导体衬底12中的空腔的形状，这两者是当前实施例中相对重要的构成元件；与前述实施例不同，所示出的是半导体发光器件的另一个表面被切割（例如，在图1的情况下，沿线B-B’垂直于半导体发光器件切割，而不是如前述实施例描述的那样沿线A-A’截取的截面）。在此情况下，应当注意图1和图10提供了不同的实施例，而图1所示的线B-B’仅仅是可以按此方向进行切割的一个示例。
由于半导体发光器件11布置在半导体衬底12的空腔101的区域中，所以与半导体衬底12的第二主表面的距离会相对减小，因此，当前实施例与前述实施例相比在辐射方面具有优势，并且虽然没有在图中示出，但是还可以形成穿透衬底的通孔形状的辐射单元以便增加辐射效果。
另外，虽然没有在图中示出，但是可以在空腔的内壁提供反射从半导体发光器件11发出的光的反射层91以便引导光从而使其指向上方，并且通过这种结构，可以获得根据对其的控制所需的光散开角度。而且，可以由诸如Ag、Au、Al、Cu、Ni等导电材料形成反射层，使得半导体发光器件11可以通过反射单元具有与驱动电路单元的连接结构。
如上所述，根据本发明一个实施例，可以通过在衬底内部布置驱动电路来获得具有小尺寸和集成结构的半导体发光器件封装件，从而在与交流（AC）电源一起使用时可以降低半导体发光器件封装件的制造成本和缺陷率。
虽然已经结合实施例示出并说明了本发明，但是本领域技术人员应当清楚的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行修改和变形。
Claims (25)
1.一种半导体发光器件封装件，包括：
半导体衬底，其具有彼此相对的第一主表面和第二主表面；
光源，其布置在所述半导体衬底的第一主表面侧上；
多个电极焊盘，其布置在所述半导体衬底的第二主表面侧上；
导电通孔，其从所述多个电极焊盘延伸并且从所述半导体衬底的第二主表面开始穿透所述半导体衬底到达所述半导体衬底的第一主表面；以及
驱动电路单元，其包括多个二极管，通过由具有相对较高的p型杂质浓度的p型区和具有相对较高的n型杂质浓度的n型区形成的pn结获得所述多个二极管，并且将所述多个二极管电连接至所述导电通孔和所述光源，从而对流过所述多个电极焊盘的交流（AC）电流进行整流，并且将经过整流的电流提供给所述光源。
2.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述半导体衬底的所有区域除了其p型区之外都形成为n型区。
3.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中在所述半导体衬底中，除了p型区之外，所述半导体衬底的至少一部分是没有掺杂杂质的区域。
4.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述半导体衬底的至少一部分表面提供有对从所述光源发出的至少一部分光进行反射的反射层。
5.权利要求4的半导体发光器件封装件，其中所述反射层形成在所述半导体衬底的、除了在其中形成了绝缘体的区域之外的表面上。
6.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述多个二极管中的至少一部分通过所述第一主表面暴露于外部。
7.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中至少部分所述多个二极管通过在所述半导体衬底的第一主表面上提供的布线结构彼此电连接。
8.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述光源是这样一种发光器件，其包括：n型半导体层；p型半导体层；置于所述n型半导体层与所述p型半导体层之间的有源层；电连接至所述n型半导体层的n侧电极；以及电连接至所述p型半导体层的p侧电极。
9.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述n侧电极电连接至所述多个二极管中的至少一个p型区，并且所述p侧电极电连接至所述多个二极管中的至少一个n型区。
10.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述n侧电极和p侧电极与所述二极管通过在所述半导体衬底的第一主表面上提供的布线结构彼此电连接。
11.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述光源包括彼此电连接的多个半导体发光器件。
12.权利要求11的半导体发光器件封装件，其中将所述多个半导体发光器件安装在单个集成电路中。
13.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述半导体衬底包括Si和SiC中的至少一种。
14.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述半导体衬底包括在其至少一部分表面上形成的绝缘体。
15.权利要求1的半导体发光器件封装件，还包括置于所述半导体衬底与所述导电通孔之间的绝缘体。
16.权利要求1的半导体发光器件封装件，还包括在所述半导体衬底的厚度方向上穿透所述半导体衬底以便在所述多个二极管之间进行分隔的绝缘体。
17.权利要求1的半导体发光器件封装件，还包括：
电容器单元，其包括在所述半导体衬底的内部部分中形成的电介质层，并且并联到所述光源。
18.权利要求17的半导体发光器件封装件，其中所述电容器单元与所述半导体衬底的其他区域被绝缘层间隔开。
19.权利要求17的半导体发光器件封装件，其中所述电容器单元与所述光源通过在所述第一主表面上提供的布线结构彼此电连接。
20.权利要求1的半导体发光器件封装件，还包括：
静电放电保护电路，其并联到所述光源。
21.权利要求20的半导体发光器件封装件，其中所述静电放电保护电路包括在所述半导体衬底的内部部分中形成的齐纳二极管。
22.权利要求21的半导体发光器件封装件，其中所述齐纳二极管与所述半导体衬底的其他区域被绝缘层间隔开。
23.权利要求1的半导体发光器件封装件，其中所述半导体衬底包括具有这样形式的空腔，其中所述半导体衬底的一部分已经从所述第一主表面移除，并且将所述光源布置在所述空腔中。
24.权利要求23的半导体发光器件封装件，还包括形成在所述空腔的内壁上的反射层。
25.权利要求24的半导体发光器件封装件，其中所述空腔的宽度背离所述第一主表面而增加。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110063806A KR20130007127A (ko) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | 반도체 발광 소자 패키지 |
| KR10-2011-0063806 | 2011-06-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102856481A true CN102856481A (zh) | 2013-01-02 |
Family
ID=47355312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012102260381A Pending CN102856481A (zh) | 2011-06-29 | 2012-06-29 | 半导体发光器件封装件 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130002139A1 (zh) |
| JP (1) | JP2013012744A (zh) |
| KR (1) | KR20130007127A (zh) |
| CN (1) | CN102856481A (zh) |
| DE (1) | DE102012105772A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116169235A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-05-26 | 象朵创芯微电子(苏州)有限公司 | 一种小型led模组以及制备方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6280710B2 (ja) * | 2013-09-02 | 2018-02-14 | 新光電気工業株式会社 | 配線基板、発光装置及び配線基板の製造方法 |
| KR102362306B1 (ko) * | 2015-04-01 | 2022-02-11 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광 소자 |
| WO2021005844A1 (ja) * | 2019-07-09 | 2021-01-14 | 株式会社村田製作所 | 光学装置、およびその製造方法 |
| WO2022054852A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | ローム株式会社 | 半導体発光装置および半導体ユニット |
| US11694876B2 (en) | 2021-12-08 | 2023-07-04 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040206970A1 (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-21 | Martin Paul S. | Alternating current light emitting device |
| TWI239670B (en) * | 2004-12-29 | 2005-09-11 | Ind Tech Res Inst | Package structure of light emitting diode and its manufacture method |
| KR101349409B1 (ko) * | 2007-11-05 | 2014-02-13 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광장치 및 그 제조방법 |
| US7799489B2 (en) | 2008-09-01 | 2010-09-21 | D2S, Inc. | Method for design and manufacture of a reticle using variable shaped beam lithography |
| US7883910B2 (en) * | 2009-02-03 | 2011-02-08 | Industrial Technology Research Institute | Light emitting diode structure, LED packaging structure using the same and method of forming the same |
-
2011
- 2011-06-29 KR KR1020110063806A patent/KR20130007127A/ko not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-06-28 US US13/536,338 patent/US20130002139A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-29 JP JP2012147787A patent/JP2013012744A/ja active Pending
- 2012-06-29 CN CN2012102260381A patent/CN102856481A/zh active Pending
- 2012-06-29 DE DE102012105772A patent/DE102012105772A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116169235A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-05-26 | 象朵创芯微电子(苏州)有限公司 | 一种小型led模组以及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130007127A (ko) | 2013-01-18 |
| US20130002139A1 (en) | 2013-01-03 |
| JP2013012744A (ja) | 2013-01-17 |
| DE102012105772A1 (de) | 2013-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102315239B (zh) | 光电元件 | |
| CN103594584B (zh) | 半导体发光器件及其制造方法、和发光设备 | |
| TWI473246B (zh) | 發光二極體晶粒等級封裝 | |
| CN204792880U (zh) | 发光二极管 | |
| CN102694107A (zh) | 发光二极管封装件 | |
| CN102856481A (zh) | 半导体发光器件封装件 | |
| CN102891160A (zh) | 半导体发光装置和发光设备 | |
| KR20160051394A (ko) | 발광소자 및 조명시스템 | |
| US9859331B2 (en) | Preparation method for high-voltage LED device integrated with pattern array | |
| EP3652792B1 (en) | Light emitting diode and manufacturing method thereof | |
| US8525215B2 (en) | Light emitting device, method of manufacturing the same, light emitting device package, and lighting system | |
| KR20090010623A (ko) | 발광다이오드 소자 | |
| CN107689408A (zh) | 发光二极管覆晶晶粒及显示器 | |
| CN104241483A (zh) | 发光器件 | |
| CN104241459B (zh) | 发光器件及发光器件封装件 | |
| CN105355743B (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
| KR100716645B1 (ko) | 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광 소자 | |
| KR102673060B1 (ko) | 마이크로 led 소자 및 마이크로 led 제조 방법 | |
| US10497834B2 (en) | Light-emitting device with increased light output and reduced operating voltage and having a through hole for an electrode | |
| CN103456856A (zh) | 一种倒装led芯片的欧姆接触电极结构及倒装led芯片 | |
| KR101992152B1 (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
| RU2570060C1 (ru) | Высоковольтное светоизлучающее устройство | |
| KR20150007640A (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
| CN217387195U (zh) | 一种倒装型microled芯片结构 | |
| CN103633217B (zh) | 发光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130102 |