CN104735861A - 向多个负载提供电流的设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在各种实施例中，提供一种设备。该设备包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的衬底。该衬底包括位于该衬底的第一侧的多个驱动电路。该多个驱动电路中的每个被配置为将电流从该衬底的第一侧驱动至该衬底的第二侧。该设备进一步包括位于该衬底的第二侧的至少一个负载接口。该至少一个负载接口被配置为将来自多个驱动电路的电流耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。

Description

向多个负载提供电流的设备及其制造方法
技术领域
各种实施例涉及具有多个驱动电路以向多个负载提供电流的设备以及制造该设备的方法。
背景技术
为了提供大的显示屏，成百数千的发光结构(比如，发光二极管)如今被提供在显示屏矩阵中。为了运行此显示屏，一个或多个驱动电路通常被提供以驱动发光结构。随着发光结构数量的增加，越来越亟需使发光结构与该一个或多个驱动电路相互连接，以提供该显示屏矩阵的可靠运行。
在常规的显示屏矩阵中，该一个或多个驱动电路被布置在发光结构下面。但随着基于硅衬底的显示屏矩阵的表面尺寸的增加(其可高达甚至大于240mm2)，此布置如今导致产量不足。另外，测试该一个或多个驱动电路变得越来越难。
发明内容
在各种实施例中，提供了一种设备。该设备包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的衬底。该衬底包括位于该衬底的第一侧的多个驱动电路。该多个驱动电路中的每个均被配置为将电流从该衬底的第一侧驱动至该衬底的第二侧。该设备进一步包括位于该衬底的第二侧的至少一个负载接口。该至少一个负载接口被配置为将来自多个驱动电路的电流耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
此外，在各种实施例中，一种制造设备的方法在本文中被描述。该方法包括提供具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的衬底，并且在该衬底的第一侧形成多个驱动电路。该多个驱动电路中的每个均被配置为将电流从该衬底的第一侧驱动至该衬底的第二侧。此外该方法包括在该衬底的第二侧形成至少一个负载接口。该至少一个负载接口被配置为将来自多个驱动电路的电流耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
在各种实施例中，一种用于测试多个负载的方法被提供。该方法包括通过被埋置在衬底的第一侧中的多个驱动电路，将电流从衬底的第一侧驱动至该衬底的第二侧，该衬底的第二侧与该衬底的第一侧相对；并且通过位于该衬底的第二侧的至少一个负载接口，将来自多个驱动电路的该电流电耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
附图说明
在附图中，相似的附图标记贯穿不同的附图通常指的是相同的部件。附图不一定是按比例的，重点反而通常被放在说明本发明的原理。在下面的具体实施方式中，本发明的各种实施例参考附图进行描述，其中：
图1A示出了依照各种实施例的一种发光二极管矩阵；
图1B示出了一种发光二极管子矩阵，该子矩阵是图1A的发光二极管矩阵的部分；
图2A至2D示出了用于说明驱动衬底的制造以得到图1A和图1B的LED子矩阵的剖视图；
图3A示出了依照各种实施例的驱动衬底的部分和LED子矩阵的部分的剖视图；
图3B示出了包括LED和驱动电路的电路的电路图，该LED和驱动电路由图3A中所示的部分实现；
图4A示出了依照各种实施例的驱动衬底的部分和LED子矩阵的部分的剖视图；
图4B示出了包括LED和驱动电路的电路的电路图，该LED和驱动电路由图4A中所示的部分实现；
图5示出了如图3A所示的驱动衬底的部分的放大的剖视图；
图6示出了依照各种实施例的LED子矩阵和驱动衬底的对应部分；
图7示出了依照各种实施例的被装配在载体上的如图6所示的多个LED子矩阵和驱动衬底的对应部分；
图8示出了说明一种制造设备的方法的流程图；以及
图9示出了说明一种用于测试多个负载的方法的流程图
具体实施方式
下面具体实施方式涉及附图，附图以说明的方式示出了本发明可被实施的特定细节额实施例。
词语“示例性(exemplary)”在本文中被使用意为“作为示例(example)、例证(instance)或者说明illustration)”。本文中描述为“示例性”的任何实施例或者设计并不一定理解为首选的或者优于其他实施例或者设计。
相对于在侧面或者表面之“上(over)”形成的沉积材料使用的词语“上”，在本文中可被用于意为该沉积材料可“直接在…上(directlyon)”形成，例如与所表明的侧面或者表面直接接触。相对于在侧面或者表面之“上(over)”形成的沉积材料使用的词语“上”，在本文中可被用于意为沉积材料可“间接在…上(indirectly on)”被形成，在所表明的侧面或者表面和该沉积材料之间可布置一层或者多层其他的层。
如将在下文进行更详细描述的，一种设备被提供，该设备将简化大量发光结构(例如，大量的发光二极管)的测试。以示例的方式，通过在衬底的相对侧上布置一个或多个驱动电路和至少一个负载接口(并因此，如果被连接，多个负载)，该驱动电路和该至少一个负载接口的布置相对于衬底的所需表面面积被提升。另外，由于驱动电路从衬底的一侧是可接入的(accessible)，驱动电路能够以更容易的方式被访问。这将简化驱动电路的测试。此外，相对于驱动电路以及负载(例如，发光结构，比如发光二极管(LED))的分辨率，更放松的结构可达到提升的产量。换言之，在各种实施例中，更可靠的相互连接结构被提供，以连接驱动电路与大量负载(例如，大量的发光结构，比如LED)。一般而言，各种实施例能够简化多个LED的测试(例如，被布置在大的LED矩阵中的大量的LED的测试)。
在各种实施例中，说明性地，驱动技术被提供，根据该驱动技术一个或多个驱动电路在衬底之上或在衬底中被提供。该一个或多个驱动电路提供电流，该电流从该衬底的第一侧流经该衬底至该衬底的第二侧，其中该衬底的第一侧和该衬底的第二侧彼此相对。在与该提供一个或多个驱动电路的侧面相对的衬底的侧面上，一个或多个负载接口被形成。该一个或多个负载接口可将流经该衬底的电流(换言之，在流经衬底的主体的情况下)耦接至多个负载，该多个负载可被布置在衬底的第二侧处。因此，说明性地，流经该衬底的垂直电流可被提供。
如将在下文进行更详细描述的，在各种实施例中，驱动电路可在衬底的一侧上与一个或多个负载(例如，一个或多个LED)相互连接，并且在另一侧上与包括布线的足够网格相互连接，该布线可被提供，以访问每一个负载(例如，每一个LED)。在各种实施例中，如果在相同矩阵或子矩阵中被需要，负载可包括任何所期望类型的传感器和/或致动器。
虽然在下文，各种实施例将使用发光结构(比如，发光二极管)作为负载的一个示例进行描述，应当注意的是实施例并不限于此。在各种实施例中，负载可包括或者可以是应当被布置在密集矩阵布置中的传感器和/或致动结构。
例如，如将在下文更详细地进行概述的，各种实施例说明性地提供一种模块化结构系统，该模块化结构系统一方面包括衬底，该衬底包括多个单片集成(换言之，埋置)电路，例如，包括一个或多个晶体管(例如，功率晶体管)和逻辑电路的驱动电路(例如，包括调节电路)，另一方面包括多个LED子矩阵，LED子矩阵每个包括多个LED，其中LED可分别与各驱动电路相关联(例如，每个LED可被接收在衬底中的各凹槽中)。
在各种实施例中，合适的驱动技术和相互连接技术被提供。
图1A示出了依照各种实施例的发光二极管矩阵100。该发光二极管矩阵(下文中也被称为LED矩阵)100可包括多个发光二极管子矩阵(下文中也被称为LED子矩阵)102，或者可由多个发光二极管子矩阵102形成。图1B示出了多个LED子矩阵102中的一个的放大视图。每个LED子矩阵102可包括被形成在LED子矩阵衬底106之中或之上的多个像素(每个像素可包括一个或多个LED)104。然而，应当注意的是，将LED矩阵100分成多个LED子矩阵102是可选的。在各种实施例中，每个像素104可具有在约10μm×10μm至约1000μm×1000μm范围内的覆盖，例如在约50μm×50μm至约500μm×500μm范围内的覆盖，例如约100μm×100μm的覆盖。然而，每个像素104的其他大小的覆盖可被提供在各种实施例中。此外，像素104并不需要具有正方形的覆盖，也可具有矩形或其他多边形或甚至圆形(例如，圆或椭圆形)覆盖。此外，应当注意的是，像素104可被成行和列地布置，当然，这是可选的；像素104通常可以任意形式(规律地或不规律地)被布置。在各种实施例中，每个LED子矩阵102可包括n×m个像素104(n例如在2至100的范围内，例如在5至50的范围内，例如在10至30的范围内，例如约20；并且m例如在2至100的范围内，例如在5至50的范围内，例如在10至30的范围内，例如约20；其中n和m可以是相同数字或可以是不同数字)。在各种实施例中，每个LED子矩阵102可包括20×20个像素104。在各种实施例中，每个LED子矩阵102可具有在约2mm×2mm至约3mm×3mm范围内的大小，例如约2mm×2mm的大小。然而，LED子矩阵102的其他大小可被提供在各种实施例中。此外，LED子矩阵102并不需要具有正方形的覆盖，也可具有矩形或其他多边形或甚至圆形(例如，圆或椭圆形)覆盖。在各种实施例中，LED矩阵100可包括数百的或数千的像素104，例如数万的像素104，例如在约20000像素至约30000像素范围内，例如约24000像素。
图2A至图2D示出了说明驱动衬底的制造的剖视图，该驱动衬底接收图1A和图1B的LED子矩阵。如图2A至图2D所示的实施例说明性地提供LED的驱动电路的半导体衬底的微结构化。
图2A示出了包括衬底202的第一结构200，该衬底202包括第一侧204和与第一侧204相对的第二侧206。衬底202可包括半导体材料(例如，硅或硅锗)或者半导体化合物材料(例如，III-V半导体化合物材料或II-VI半导体化合物材料，比如磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)等)，其可以以掺杂原子(例如，以p型掺杂原子(比如硼(B)))进行掺杂。任何其他适当的半导体材料或掺杂剂可被提供在各种实施例中。衬底202可包括硅全体晶片(silicon full body wafer)或绝缘体上硅(SOI)晶片。
此外，外延层208(例如，外延的硅层208)可被沉积在衬底202之上，例如在衬底202之上生长。外延层208可以掺杂原子进行掺杂，例如以n型掺杂原子(n)(比如，磷(P))等进行掺杂。
此外，如下文将更详细描述的，可形成例如埋置的位线210的埋置导电结构210，可被提供以向电子部件提供电流。埋置导电结构210可以掺杂原子进行重掺杂，例如以n型掺杂原子(n+)(比如，磷(P))等进行掺杂。在各种实施例中，埋置导电结构210可在连向衬底202的接口处被形成在外延层208之内。如下文将更详细描述的，埋置导电结构210的位于第一侧204的各部分可提供例如埋置导电结构210的材料(例如，硅)和负载的电极(例如，发光二极管的电极)之间的电接触232。
在各种实施例中，一个或多个电子部件可被形成在外延层208之中，并且可被导电地连接至埋置导电结构210。
为实施该一个或多个电子部件，根据部件的类型，一个或多个阱可被提供在外延层208以及有源区或各扩散区之中，以形成例如一个或多个晶体管(比如，一个或多个场效应晶体管(FET)(例如金属氧化物半导体(MOS)FET，例如互补型MOSFET(CMOSFET)或双扩散MOSFET(DMOSFET))，或者一个或多个双极型晶体管，或者一个或多个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。该一个或多个晶体管可被配置为一个或多个功率晶体管。
在各种实施例中，任何种类的逻辑电路(例如，一个或多个驱动电路)可被提供。在各种实施例中，该电子部件可包括平面部件和/或垂直部件。
多个单个部件区可被提供在外延层208之中，其可彼此横向地隔离。举例说明，第一部件区212可包括一个或多个(例如，垂直)功率晶体管(其可被用作驱动电路中的功率开关)。此外，第二部件区214可包括逻辑部件，例如实施控制第一部件区212中的功率晶体管的(例如，CMOS)调节电路。在各种实施例中，单个部件区212、214可通过浅的沟槽隔离结构(STI)230或通过结隔离结构230彼此横向地隔离，其中它们中的每个可被提供在各自两个单个部件区212、214之间。因此，单个部件区212、214可避免被电气短路。
此外，钝化层(例如，氧化硅或氮化硅)216可被沉积在外延层208之上，并且可包括用于接触焊盘结构218的开口，以导电地接触外延层208中的电子部件。此外，在第一部件区212中的该电子部件可通过接触焊盘结构218被导电地连接至在第二部件区214中的一个或多个电子部件。因此，外延层208的较上表面(例如，外延硅层208的较上表面)可与钝化层216的较低表面直接物理接触。
说明性地，多个驱动电路可被提供在衬底202的第一侧204，其中多个驱动电路中的每个被配置，以将电流从衬底202的第一侧204驱动至衬底202的第二侧206。
图2B示出了第二结构250，在其中多个腔体(换言之，凹槽)220可在衬底202中从衬底202的第二侧206被形成，以暴露埋置导电结构210的至少一部分或外延层208的至少一部分。多个腔体220可通过移除衬底202的材料被形成，例如通过蚀刻(例如，湿蚀刻或干蚀刻)。在各种实施例中，第一部件区212的埋置导电结构210的至少一部分或外延层208的至少一部分可被暴露，以允许随后与被提供在第一部件区212中的至少一个电子部件(例如，功率晶体管)的电接触。
然后，如在图2C中的第三结构260中所示，焊料222或导电胶222可被提供在腔体220的埋置导电结构210之上的每个底部，例如如将在下文更详细描述的，以固定LED子矩阵102的每个LED。说明性地，埋置导电结构210可提供负载接口，以将来自多个集成电路(例如，驱动电路)的电流耦接至多个负载。负载的一种示例是发光设备(比如，LED)，然而，消耗电流的任何其他负载(比如，传感器部件等)可被提供。
此外，如图2D所示，LED子矩阵102的单个LED可被引入腔体之中(恰好一个LED可被引入每个腔体220之中)，并且可通过焊料222(在此情况下通过焊接)或导电胶222(在此情况下通过粘附)被固定。因此，机械固定以及导电连接被提供在LED子矩阵102的LED和电子部件(例如，在第一部件区212中的晶体管)之间。因此，电流可被提供穿过LED子矩阵102(用第一箭头224表示的横向电流)、穿过各LED(用第二箭头226表示的垂直电流)以及穿过接触焊盘结构218(用第三箭头228表示的横向电流)。
说明性地，在各种实施例中，如上所述，多个腔体220从衬底202的第二侧206被建立，并且电接触埋置导电结构210。LED(每个电极可具有两个电极)可具有与各腔体220相容的形状，并且具有至少一个电极，以与埋置导电结构210接触。可替换地，LED的两个电极可被放置在各腔体220的内侧，接触两个电隔离的埋置导电结构(未示出)，该两个电隔离的埋置导电结构可被彼此电隔离。这些实施例可被提供用于结隔离技术以及用于SOI技术。
在各种实施例中，一个或多个控制器可被集成(换言之，被埋置)在衬底202中。该一个或多个控制器可被配置为控制一个或多个驱动电路。导电连接结构也可被提供在衬底202的第一侧204，并且被电连接至多个驱动电路，其中导电连接结构可以是从衬底202的第一侧204可电耦接的。
图3A示出了依照各种实施例的衬底302(例如，驱动衬底302)的部分和LED子矩阵304的部分的剖视图。此外，图3B示出了电路的电路图350，该电路包括LED和由如图3A所示的部分实施的驱动电路。如图3A所示，在各种实施例中，衬底302可包括多个部件区，例如多个第一部件区306和多个第二部件区308。恰好一个第一部件区306和恰好一个第二部件区308可形成部件区单元，其中每个部件区单元可与LED子矩阵304的恰好一个LED 310相关联，以驱动该相关联的LED 310。第一部件区306和第二部件区308可在衬底302之内接近彼此被交替地布置。部件区306、308可通过隔离沟槽344被彼此电隔离，该隔离沟槽344例如被以氧化物(例如，氧化硅)或者氧化物(例如，氧化硅)和多晶硅进行填充。在隔离沟槽344被以氧化物(例如，氧化硅)和多晶硅填充的情况下，该结构的底部可转而通过氧化物(例如，氧化硅)348被隔离。
每个第一部件区306可包括至少一个晶体管312，例如垂直晶体管312，例如垂直功率晶体管312，例如双极型晶体管312，例如具有基极区314(其可被n掺杂)、发射极区316(其可被p掺杂)和集电极区318(其可被p掺杂)的pnp双极型晶体管312。如图3A所示，pnp双极型晶体管312可以是垂直晶体管，即，提供从衬底302的较上表面流经整个衬底302流向衬底302的与其较上表面相对的较低表面的电流的晶体管，该电流在图3A中通过第四箭头320表示。
此外，每个第二部件区308包括逻辑电路(例如，调节电路)以控制第一部件区306中的晶体管312。通常地，每个第二部件区308可根据所期望的驱动特性包括任何种类的控制逻辑。在非常简单的实施中，每个第二部件区308可包括差分放大器322、第一电阻器324和第二电阻器326，其可被耦接至调节电路以控制电流流经所相关联和所被耦接的各第一部件区306的晶体管312。更详细地，差分放大器322的输出端可例如通过被提供在部件区306、308的较上表面之上的导电带(conductor track)(未示出)，被耦接至晶体管312的基极区314。此外，差分放大器322的第一输入端可被耦接至第一电阻器324的第一端，该电阻器324的第二端可被耦接至第二电阻器326的第二端，其中第二电阻器326的第一端可被耦接至差分放大器322的第二输入端。此外，晶体管312的发射极区316可被耦接至第二电阻器326的第二端，并且晶体管312的集电极区318可被耦接至LED 310的阳极328。LED 310的阴极可被耦接至参考电压332(比如，接地332)。此外，差分放大器322可被耦接至电流源334，并通过该相同的电流源334与参考电压332(例如，接地332)耦接。如图3A所示，LED 310的阳极328通过LED 310的阳极接触336和衬底302的第一衬底接触338被连接至晶体管312的集电极区318。此外，LED 310的阴极330通过LED 310的阴极接触340并通过衬底302的第二衬底接触342被连接至参考电压332(例如，接地332)。因此，如图3A中用第四箭头346所表示的，电流可通过LED310的阴极接触340从LED 310被提供进入衬底302之中。
参考电压332可通过第二部件区308的衬底302的部分被提供。
因此，说明性地，驱动开关可被提供在第一部件区306中，并且调节该驱动开关(以及因此调节电流流经该驱动开关)的调节电路可被提供在第二部件区308中，其允许电部件(例如，一个或多个功率设备(在第一部件区306中)和逻辑设备(在第二部件区308中))的非常不同特性的简单实施。此外，这些实施例提供非常节省空间的部件布置，以及例如驱动电路的电子部件和LED 310之间的非常简单和高性价比的相互连接。这些部件的组装变得非常简单。
在这些实施例中，衬底302可以是SOI衬底302。说明性地，在各种实施例中，在p掺杂的衬底302中的像这样的标准CMOS过程可被提供，以形成隔离沟槽344来将部件区306、308彼此电隔离。在这些实施例中，垂直pnp晶体管312被用于向LED 310提供电流，同时邻接的CMOS控制电路(上文中也被称为调节电路)控制所经过的设备(换言之，垂直pnp晶体管312)。在这些实施例中，像这样的标准焊盘金属化可被提供在部件的顶部上，和该金属化可被提供衬底302上以提供与LED 310的接触。如果其简化LED 310的设计，阴极接触340还可以在这里被实现。
图4A示出了依照各种实施例的衬底402(例如，驱动衬底402)的部分和LED子矩阵404的部分的剖视图。此外，图4B示出了电路的电路图450，该电路包括LED和由如图4A所示的部分实施的驱动电路。
图4A所示的实施例和图4B所示的实施例之间的主要差异可以看出在于衬底402是n掺杂衬底402，而图3A所示的实施例的衬底302是p掺杂衬底302。基于此差异，各电路还在掺杂上被反向，并且各连接相应地被适配。
更详细地，如图4A所示，在各种实施例中，衬底402可包括多个部件区，例如多个第一部件区406和多个第二部件区408。恰好一个第一部件区406和恰好一个第二部件区408可形成部件区单元，其中每个部件区单元可与LED子矩阵404中的恰好一个LED 410相关联，以驱动所相关联的LED 410。第一部件区406和第二部件区408可在衬底402之内接近彼此被交替地布置。部件区406、408可通过隔离沟槽444被彼此电隔离。
每个第一部件区406可包括至少一个晶体管412，例如垂直晶体管412，例如垂直功率晶体管412，例如双极型晶体管412，例如具有基极区414(其可被p掺杂)、发射极区416(其可被n掺杂)和集电极区418(其可被n掺杂)的npn双极型晶体管412。如图4A所示，npn双极型晶体管412可以是垂直晶体管，即，提供从衬底402的较上表面流经整个衬底402流向衬底402的较低表面的电流的晶体管，该衬底402的较低表面与其较上表面相对。
此外，每个第二部件区408包括逻辑电路(例如，调节电路)以控制第一部件区406中的晶体管412。通常地，每个第二部件区408可根据所期望的驱动特性包括任何种类的控制逻辑。在非常简单的实施中，每个第二部件区408可包括差分放大器420、第一电阻器422和第二电阻器424，其可被耦接至调节电路以控制电流流经相关联和被耦接的各第一部件区406的晶体管412。
更详细地，差分放大器420的输出端可例如通过被提供在部件区406、408的较上表面之上的导电带(未示出)被耦接至晶体管412的基极区414。此外，差分放大器420的第一输入端可被耦接至第一电阻器422的第一端，该电阻器422的第二端可被耦接至第二电阻器424的第二端和参考电压426(例如，接地426)。第二电阻器424的第一端可被耦接至差分放大器420的第二输入端。此外，晶体管412的发射极区416可被耦接至第二电阻器424的第一端，并且晶体管412的集电极区418可被耦接至LED 410的阴极428。LED 410的阳极430可被耦接至供应电压端432(其中该供应电压可以是正电压)。此外，差分放大器420可被耦接至电流源434，并通过该相同的电流源434与该供应电压耦接。如图4A所示，LED 410的阴极428通过LED 410的阴极接触436和衬底402的第一衬底接触438被连接至晶体管412的集电极区418。此外，LED 410的阳极430通过LED 410的阳极接触440并通过衬底402的第二衬底接触442被连接至供应电压(应当注意的是，该接触440、442是可选的)。
因此，说明性地，驱动开关可被提供在第一部件区406中，并且调节该驱动开关的调节电路可被提供在第二部件区408中，其允许电部件(例如，一个或多个功率设备(在第一部件区406中)和逻辑设备(在第二部件区408中))的非常不同特性的简单实施。此外，这些实施例提供非常节省空间的部件布置，以及例如驱动电路的电子部件和LED 410之间的非常简单和高性价比的相互连接。而且这些部件的组装变得非常简单。
在这些实施例中，衬底402可以是SOI衬底402。说明性地，在各种实施例中，在p掺杂的衬底402中的像这样的标准CMOS过程可被提供，以形成隔离沟槽444将部件区406、408彼此电隔离。在这些实施例中，垂直npn晶体管412被用于向LED 410提供电流，同时邻接的CMOS控制电路(上文中也被称为调节电路)控制所经过的设备(换言之，垂直npn晶体管412)。在这些实施例中，像这样的标准焊盘金属化可被提供在部件的顶部，和该金属化可被提供衬底402一侧，以提供与LED 410的接触。如果其简化LED 410的设计，阴极接触440还可以在这里被实现。
图5示出了如图3A所示的驱动衬底302的部分的放大剖视图500。
如图5所示，这些实施例的一种可能实现可以是使用被称作减薄晶片(thin wafer)技术，开始于衬底(例如，p衬底)302、402和例如约50μm深度的深沟槽隔离(DTI)344(仅具有氧化物(例如，氧化硅)填充，或者具有以多晶硅填充的氧化物侧壁)。在加工隔离材料(例如，540)(比如，氧化物(例如氧化硅))中的前侧560(隔离层(例如，344)、阱(例如，502、504、506、508)、接触注入(例如，510、512、514、516、518、520、522)和前侧金属化(例如，524、526、528、530、532、534、536、538)之后，晶片衬底302、402可被放置在玻璃载体系统上并且被磨削成DTI 344，并且氧化物542可被沉积在背侧562上，并且氧化物524可被结构化。在此之后，金属化层可被加工并被结构化。该金属化层可形成用于电路或部件的电压供应的垫342，还可以充当连向各LED 310、410的相互连接表面338，其可被放置在顶部并且可由垂直(pnp或npn)晶体管312、412电力地驱动。
图6示出了依照各种实施例的LED子矩阵102、304和驱动衬底302、402的对应部分，其中LED子矩阵102、304和驱动衬底302、402以对准的方式被放置在一起。在各种实施例中，考虑到产量及其可测试性，LED子矩阵102、304的大小可被优化。
LED 310和驱动衬底302、402之间的相互连接已在上文中进行描述，并且在下文中，具有网格的驱动衬底302、402的连接将参考图7被提出。
图7示出了依照各种实施例的组件700，组件700包括如图6所示的被装配在载体702上的多个LED子矩阵102、304和驱动衬底302、402的对应部分。
如图7所示，多个LED子矩阵102、304和驱动衬底302、402的对应部分可被装配在载体702上。载体702可包括网格，该网格可由印刷电路板(PCB)材料或陶瓷和/或半导体材料等制成。该载体可包括多个导电带704和接触焊盘706，该接触焊盘706与多个导电带704导电地耦接并且通过相同的导电带与驱动衬底302、402耦接。此外，一个或多个芯片708、710可被提供，例如通过线键合(未示出)与接触焊盘706电耦接。例如，该芯片708、710可被配置为控制器(例如，微控制器和/或数字信号处理器(DSP))和/或电源供应器(比如，AC/DC转换器或DC/DC转换器(例如，DC/DC降压转换器))，该电源供应器可被配置为将输入电压转换成所需电压供应给整个LED矩阵100或LED矩阵100的部分(例如，一个或多个LED子矩阵102)。在各种实施例中，控制器可被配置，以将所需要的调制参数施加给每个LED 310。该调制参数可以是例如占空比、脉冲密度、ton(LED被启用期间的时间段)、toff(LED被停用期间的时间段)、平均电流等。
图8示出了说明制造设备的方法800的流程图。
方法800可包括，在步骤802中，提供具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的衬底，在步骤804中，在该衬底的第一侧形成多个驱动电路，其中该多个驱动电路中的每个驱动电路被配置为使电流从该衬底的第一侧流向该衬底的第二侧，以及在步骤806中，在该衬底的第二侧形成至少一个负载接口，其中该至少一个负载接口被配置为将来自该多个驱动电路的电流耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
图9示出了方法900的流程图。方法900包括，在步骤902中通过埋置在衬底的第一侧中的多个驱动电路，使得电流从衬底的第一侧流向与该衬底的第一侧相对的该衬底的第二侧，以及在步骤904中，通过位于该衬底的第二侧的至少一个负载接口，将来自该多个驱动电路的电流电耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
在各种实施例中，说明性地，半导体技术被提供，其实现LED像素驱动，其中：
N×M隔离的独立的LED驱动器可被单片地集成在相同裸片上，例如相同的半导体裸片(N和M是任意整数值)；
示例1：关于标准的结隔离半导体的体微加工(BulkMicromachining)技术(例如参考图2A至图2D所描述的)；
示例2：倒装SOI技术或沟槽上的倒装SOI隔离技术(例如参考图3A和图4A所描述的)。
在各种实施例中，受控的LED垂直地从驱动器经过衬底流向LED。
相互连接可例如通过在半导体裸片的两侧的球形栅格阵列(BGA)技术成为可能。
网格技术被提供在各种实施例中，该网格技术包括访问每个单个LED必要的布线并且包括聚集LED像素驱动器和其他电子部件的垫。用于网格的实施的示例是FR4衬底或陶瓷衬底或原硅(rawsilicon)衬底，其中仅金属化复合物被实施。
在各种实施例中，夹层结构被提供为具有下面的子结构，从夹层结构的顶部开始：
N×M LED子矩阵：
单个LED像素应在底侧上具有至少一个电极，以实现与后来的层的相互连接。
N×M LED子驱动器：
驱动器与衬底被放置在顶部(例如，在衬底202的第一侧204上)。每个驱动器应当与各自对应(co-respective)的LED像素接触。聚集电路的底侧和所经过的设备的一侧可具有相互连接焊盘，其实现与夹层结构的最后的层的相互连接。
在各种实施例中，一种设备被提供。该设备包括具有第一侧和与该第一侧相对的第二侧的衬底，该衬底包括位于该衬底的第一侧的多个驱动电路，其中该多个驱动电路中的每个驱动电路被配置为将电流从该衬底的第一侧驱动至该衬底的第二侧；以及位于该衬底的第二侧的至少一个负载接口，其中该至少一个负载接口被配置为，将来自该多个驱动电路的电流耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
在各种实施例中，该多个驱动电路可在该衬底的第一侧被埋置衬底之内。此外，该至少一个负载接口可在该衬底的第二侧被埋置衬底之内。该多个负载可通过该至少一个负载接口被埋置在衬底的第二侧之内。该至少一个负载接口可包括位于该衬底的第二侧的多个凹槽；其中该多个凹槽中的每个凹槽可被配置为接收该多个负载中的至少一个负载。在各种实施例中，多个负载中的至少一个负载包括发光二极管。多个负载可包括发光二极管的矩阵。多个驱动电路可例如通过被提供在衬底中的隔离沟槽，在横穿衬底的第一表面的横向方向上彼此电隔离。多个驱动电路可通过至少一个沟槽在衬底中彼此电隔离。该至少一个沟槽可穿过衬底从该衬底的第一侧延伸至该衬底的第二侧。在各种实施例中，该衬底可包括半导体裸片。多个驱动电路中的至少一个可包括垂直晶体管。该设备可进一步包括被集成在该衬底中的至少一个控制器，以控制该多个驱动电路。该至少一个控制器可包括被集成在该衬底中的多个控制器，其中每个控制器可被配置，以控制该多个控制电路中的至少一个控制电路。该设备可进一步包括导电连接结构，该导电连接结构位于该衬底的第一侧并被电连接至该多个驱动电路，其中该导电连接结构可以是从该衬底的第一侧可电耦接的。该导电连接结构可包括位于该衬底的第一侧的多个接触焊盘。在各种实施例中，该衬底包括至少第一半导体裸片和第二半导体裸片；并且该多个驱动电路可被埋置在该第一半导体裸片之内，并且该至少一个负载接口可被埋置在该第二半导体裸片之内。该第一半导体裸片可包括第一侧和第二侧，并且该多个驱动电路可被埋置在该第一半导体裸片的第一侧之内；该第二半导体裸片可具有第一侧和第二侧，并且该至少一个负载接口可被埋置在该第二半导体裸片的第二侧之内；以及该多个驱动电路可通过至少一个导电体被电耦接至该至少一个负载接口，该至少一个导电体在第一半导体裸片的第二侧和第二半导体裸片的第一侧之间。该至少一个负载可被配置，通过测试模块被耦接，其中该衬底模块被配置为基于从该多个驱动电路被耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载的电流，通过该至少一个负载接口测试该多个负载中的至少一个。该多个负载可包括多个LED元件，并且该测试模块可被配置为通过该至少一个负载接口传输该多个LED元件。此外，该测试模块可被配置为测试多个LED元件，以确定该LED是否运行。在各种实施例中，该测试模块可被配置为测试该多个LED元件的，以确定由各LED元件发射的光的光强度。此外，该测试模块可被配置为测试该多个LED元件的，以确定由各LED元件发射的光的光颜色。此外，该测试模块可被配置为测试该多个LED元件的，以确定由各LED元件发射的光的光通量。可替换地或额外地，该测试模块可被配置为测试该多个LED元件的，以确定由各LED元件发射的光的方向性。可替换地或额外地，该测试模块可被配置为测试该多个LED元件的，以确定由各LED元件的功率消耗。
在各种实施例中，一种制造电路布置的方法被提供。该方法包括：在衬底的第一侧形成多个驱动电路，其中该多个驱动电路中的每个驱动电路被配置，以使电流从该衬底的第一侧流向与该衬底的第一侧相对的该衬底的第二侧；以及在该衬底的第二侧形成至少一个负载接口，其中该至少一个负载接口被配置，以将来自该多个驱动电路的电流耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
在各种实施例中，该多个驱动电路可在该衬底的第一侧被埋置衬底之内。该至少一个负载接口可在该衬底的第二侧被埋置衬底之内。此外，该多个负载可通过该至少一个负载接口被埋置在衬底的第二侧之内。在各种实施例中，形成至少一个负载接口可包括在该衬底的第二侧形成多个凹槽；其中该多个凹槽中的每个凹槽可被配置为接收多个负载中的至少一个负载。该多个负载中的至少一个负载可包括发光二极管。该多个负载可包括发光二极管的矩阵。该多个驱动电路可在横穿该衬底的第一表面的横向方向上彼此电隔离。该方法可进一步包括在衬底中形成至少一个沟槽，以在衬底中将多个驱动电路彼此电隔离。该至少一个沟槽可被形成，以穿过衬底从该衬底的第一侧延伸至该衬底的第二侧。该衬底可包括半导体裸片。在各种实施例中，该多个驱动电路中的至少一个可包括垂直晶体管。该方法可进一步包括形成被集成在该衬底中的至少一个控制器，以控制该多个驱动电路。此外，形成该至少一个控制器可包括形成被集成在该衬底中的多个控制器，其中每个控制器可被配置，以控制该多个控制电路中的至少一个控制电路。此外，该方法可进一步包括形成在该衬底的第一侧并被电连接至该多个驱动电路的导电连接结构，其中该导电连接结构可以是从该衬底的第一侧可电耦接的。该导电连接结构可包括位于该衬底的第一侧的多个接触焊盘。该衬底可包括至少第一半导体裸片和第二半导体裸片；并且其中该多个驱动电路可被埋置在该第一半导体裸片之内；并且该至少一个负载接口可被埋置在该第二半导体裸片之内。该第一半导体裸片可包括第一侧和第二侧；并且该多个驱动电路可被埋置在该第一半导体裸片的第一侧之内；该第二半导体裸片可具有第一侧和第二侧，并且该至少一个负载接口可被埋置在该第二半导体裸片的第二侧之内；并且该多个驱动电路可通过至少一个导电体被电耦接至该至少一个负载接口，该至少一个导电体在第一半导体裸片的第二侧和第二半导体裸片的第一侧之间。
在各种实施例中，一种方法被提供。该方法包括通过被埋置在衬底的第一侧的多个驱动电路，将电流从该衬底的第一侧驱动至与该衬底的第一侧相对的该衬底的第二侧，并且通过位于该衬底的第二侧的至少一个负载接口，将来自多个驱动电路的电流电耦接至位于该衬底的第二侧的多个负载。
在各种实施例中，将电流从该衬底的第一侧驱动至该衬底的第二侧可包括使用被布置在该衬底的第一侧的多个驱动电路驱动电流。在各种实施例中，该多个负载中的至少一个负载可包括发光二极管。在各种实施例中，该多个驱动电路可在横穿该衬底的第一表面的横向方向上被彼此电隔离。该方法可进一步包括基于该被驱动的电流测试该多个负载。在各种实施例中，测试该多个负载可包括测试该多个负载的功能。在各种实施例中，测试该多个负载的功能可包括测试以下参数中的至少一个参数：由各负载发射的光的光强度，由各负载发射的光的光颜色，由各负载发射的光的光通量，由各负载发射的光的方向性，和/或各负载的功率消耗。
虽然本发明已参考特定的实施例进行了具体说明和描述，但应当理解的是，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围情况下，本领域的技术人员可做出各种形式和细节上的变化。本发明的范围因此由所附权利要求表明，并且因此，在权利要求的等同意义和范围之内的所有变化均旨在被涵盖在内。

Claims (19)

1.一种设备，包括：
衬底，其具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述衬底包括位于所述衬底的所述第一侧的多个驱动电路，其中所述多个驱动电路中的每个驱动电路均被配置为将电流从所述衬底的所述第一侧驱动至所述衬底的所述第二侧；以及
至少一个负载接口，其位于所述衬底的所述第二侧，其中所述至少一个负载接口被配置成将来自所述多个驱动电路的所述电流耦接至位于所述衬底的所述第二侧的多个负载。
2.如权利要求1所述的设备，
其中所述至少一个负载被配置为通过测试模块被耦接，其中所述测试模块被配置为基于所述电流，通过所述至少一个负载接口来测试所述多个负载中的至少一个负载，所述电流从所述多个驱动电路被耦接至位于所述衬底的所述第二侧的所述多个负载。
3.如权利要求2所述的设备，
其中所述多个负载包括多个LED元件，以及
其中所述测试模块被配置为通过所述至少一个负载接口测试所述多个LED元件。
4.如权利要求2所述的设备，
其中所述测试模块被配置为测试所述多个LED元件，以确定所述多个LED元件的功能。
5.如权利要求1所述的设备，
其中所述多个驱动电路在所述衬底的所述第一侧被埋置在所述衬底之内。
6.如权利要求1所述的设备，
其中所述至少一个负载接口在所述衬底的所述第二侧被埋置在所述衬底之内。
7.如权利要求1所述的设备，
其中所述多个负载通过所述至少一个负载接口被埋置在所述衬底的所述第二侧之内。
8.如权利要求7所述的设备，
其中所述至少一个负载接口包括多个凹槽，所述多个凹槽位于所述衬底的所述第二侧；
其中所述多个凹槽中的每个凹槽被配置为接收多个负载中的至少一个负载。
9.如权利要求1所述的设备，
其中所述多个负载中的至少一个负载包括发光二极管。
10.如权利要求1所述的设备，
其中所述多个驱动电路在横穿所述衬底的第一表面的横向方向上被彼此电隔离。
11.如权利要求10所述的设备，
其中所述多个驱动电路通过至少一个沟槽在所述衬底中被彼此电隔离。
12.如权利要求1所述的设备，
其中所述多个驱动电路中的至少一个驱动电路包括垂直晶体管。
13.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
至少一个控制器，其被集成在所述衬底中，以控制所述多个驱动电路。
14.一种制造设备的方法，所述方法包括：
在衬底的第一侧形成多个驱动电路，其中所述多个驱动电路中的每个驱动电路被配置为将电流从所述衬底的所述第一侧驱动至与所述衬底的所述第一侧相对的所述衬底的第二侧；以及
在所述衬底的所述第二侧形成至少一个负载接口，其中所述至少一个负载接口被配置为将来自所述多个驱动电路的所述电流耦接至位于所述衬底的所述第二侧的多个负载。
15.一种方法，包括：
通过被埋置在衬底的第一侧的多个驱动电路，将电流从所述衬底的所述第一侧驱动至与所述衬底的所述第一侧相对的所述衬底的第二侧；
通过位于所述衬底的所述第二侧的至少一个负载接口，将来自所述多个驱动电路的所述电流电耦接至位于所述衬底的所述第二侧的多个负载。
16.如权利要求15所述的方法，
其中所述多个负载中的至少一个负载包括发光二极管。
17.如权利要求15所述的方法，
其中所述多个驱动电路在横穿所述衬底的第一表面的横向方向上被彼此电隔离。
18.如权利要求15所述的方法，进一步包括：
基于所述被驱动电流测试所述多个负载。
19.如权利要求18所述的方法，
其中测试所述多个负载的功能包括测试以下参数中的至少一个参数：
由各负载发射的光的光强度；
由各负载发射的光的光颜色；
由各负载发射的光的光通量；
由各负载发射的光的方向性；
各负载的功率消耗。
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