KR101370984B1 - High Power Current Regulator Diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 기판상에 형성된, 소정의 정전류 다이오드 용량을 갖는 복수개의 다이오드 소자; 상기 다이오드 소자가 상기 기판상의 행, 또는 열, 또는 행과 열에 주기적으로 배열된 어레이; 및 상기 어레이의 열과 행 사이에 공통으로 형성된 음극 전극;을 포함하며, 상기 음극 전극은 각각의 정전류 다이오드의 음극(캐소드)과 연결되는 것을 특징으로 하는 정전류 다이오드 어레이 기판 및 이의 제조방법을 제공하며, 본 발명에 의해 대용량 발광다이오드를 사용하는 경우 종래의 관련 제품의 최대의 문제인 전기 발열, 화재, 안전문제를 해결하는 것은 물론, 전압의 리플 변동에 따르는 정전류 문제를 해결함과 동시에 고가격 혹은 고비용의 문제를 해결 할 수 있는 장점이 있다.The present invention provides a semiconductor device comprising: a plurality of diode elements having a predetermined constant current diode capacity formed on a semiconductor substrate; An array in which the diode elements are arranged periodically in rows, columns, or rows and columns on the substrate; And a cathode electrode formed in common between the columns and the rows of the array, wherein the cathode electrode is connected to a cathode (cathode) of each constant current diode, and a method of manufacturing the same. In the case of using a large-capacity light emitting diode according to the present invention, as well as solving the electric heating, fire, and safety problems, which are the biggest problems of the related products, as well as solving the constant current problem caused by the ripple fluctuation of voltage, the problem of high price or high cost. There is an advantage that can be solved.
Description
본 발명은 대전력 정전류 다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최적화된 정전류 다이오드를 기판상에 행렬로 배열하여, 원하는 용량으로 병렬 연결하여 사용할 수 있도록 정전류 다이오드 블록을 구성한 것을 특징으로 한 정전류 다이오드 어레이에 관한 것이다.The present invention relates to a high-power constant current diode, and more particularly, to a constant current diode array comprising an array of optimized constant current diodes arranged in a matrix on a substrate and configured to be connected in parallel with a desired capacity. It is about.
발광 다이오드(LED)는 크기가 작고 휘도가 높으며 출력되는 빛의 밝기를 쉽게 조절할 수 있으며, 긴 수명과 친환경적인 특성으로 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 발광 다이오드에 전원을 공급하는 방법은 부하측으로 일정한 전압이 공급되도록 제어하는 정전압 제어 방식을 사용하거나, 부하측으로 일정한 전류가 공급되도록 제어하는 정전류 제어 방식으로 전원을 공급받는다.Light-emitting diodes (LEDs) are small in size, high in luminance, and can easily control the brightness of the light output. The demand is exploding due to long life and environmentally friendly characteristics. The method of supplying power to the light emitting diode is a constant voltage control method for controlling a constant voltage to be supplied to the load side or a constant current control method for controlling a constant current to be supplied to the load side.
정전압 제어방식의 전원 제어장치는 일정한 레벨의 전압이 발광 다이오드로 공급됨에 따라 안정된 효율을 유지할 수 있으나, 발광 다이오드의 발열에 의해 상승된 전류에 의해 발광 다이오드의 광특성과 수명이 저하되는 문제점이 있다.The power controller of the constant voltage control method can maintain stable efficiency as a constant level of voltage is supplied to the light emitting diode, but the optical characteristics and lifespan of the light emitting diode are degraded due to the increased current caused by the heat generation of the light emitting diode. .
정전류 제어방식의 전원 제어장치는 전용 발광 다이오드 구동 장치를 쓰거나 간단한 비교기로 출력 전류를 감지해 오차값을 피드백해서 출력 전압을 보상하여 정전류를 유지시킨다. 일반적인 정전류 제어 방법은 도 1a 내지 도 1d에서와 같이 저항을 이용한 정전류 회로, 3단자 레귤레이터를 이용한 정전류 회로, OP 앰프 회로를 이용한 정전류 회로 등이 있다. 이러한 방법들은 비용이 발생하고 부피가 커져서 소형 램프에 이용하는 소형 LED칩 집적광원이나 단순한 벌브형 전구 대체 LED 광원에서는 사용하기가 적합하지 않다.The constant current control power supply device maintains a constant current by compensating the output voltage by feeding back an error value by using a dedicated LED driving device or by detecting a current output with a simple comparator. Typical constant current control methods include a constant current circuit using a resistor, a constant current circuit using a three-terminal regulator, a constant current circuit using an OP amplifier circuit, and the like as shown in FIGS. 1A to 1D. These methods are costly and bulky, making them unsuitable for use in small LED chip integrated light sources for small lamps or simple bulb-type alternative LED light sources.
또한, 정전류 다이오드는 소형으로 발열특성이 우수하여 사용하기에 적합하나, 대전력 영역에서 사용하는 경우 발열문제와 도 2와 같이 다수의 다이오드를 병렬로 연결하여 사용해야 하므로 제조 단가가 상승하는 문제가 있다. In addition, the constant current diode is compact and has excellent heat generation characteristics, but is suitable for use. However, when used in a large power region, there is a problem in that the manufacturing cost increases because a large number of diodes are connected in parallel as shown in FIG. 2. .
종래의 기술로서 특허문헌 1에 정전류 다이오드를 제작하는 방법과 특허문헌 2에 상호 직렬로 연결된 2개의 다이오드들로 이루어진 서브 전류부가 병렬로 연결된 정전류부가 제안되어 있는데, 정전류부의 다이오드는 패키지화된 개별적인 부품을 연결하여 사용한다. 이러한 종래의 기술은 정전류 다이오드 소자 하나씩을 칩으로 하여 패키지하여 제작하므로, 정전류량을 증가하고자 하는 경우 다수의 정전류 다이오드 패키지가 소요되어 비용이 증가한다. 특히 개별소자의 몰딩 패키징 비용은 물론 다수의 각각의 패키지 제품을 회로기판에 실장해야 하므로 이중으로 비용이 발생하게 된다.As a conventional technique,
또한, 다수의 병렬회로로 정전류 다이오드를 구동하는 경우 각각의 전류값의 오차가 누적되어 설계시의 계산값과 일치하지 않아 수정작업을 해야 하므로 개발 비용이 증가하게 된다. In addition, in the case of driving a constant current diode with a plurality of parallel circuits, the error of each current value accumulates and does not match the calculated value at design, so that the development work is increased.
다수의 병렬연결 방법을 사용하는 대신에 하나의 칩으로 대용량의 정전류 다이오드를 제작하는 경우 게이트 폭을 크게 함으로 인하여 발생하는 소자의 불균일성 및 핀치오프 전압이 증가하여 전력손실이 크고 발열량이 증가하는 문제점이 있다.Instead of using multiple parallel connection methods, if a large-capacity constant current diode is manufactured with a single chip, there is a problem in that power dissipation and heat generation are increased due to an increase in gate unevenness and pinch-off voltage due to a large gate width. have.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 본 발명은 블록의 조립식 개념을 적용하여 원하는 용량의 정전류 다이오드를 선택적으로 조립하는 것으로서, 반도체 기판에 최적화된 정전류 다이오드 어레이를 형성하고, 필요에 따라 원하는 용량으로 병렬 연결할 수 있는 정전류 다이오드 블록을 선택하여 패키지화할 수 있는 정전류 다이오드 어레이 기판을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to selectively assemble a constant current diode of a desired capacity by applying a prefabricated concept of a block, to form a constant current diode array optimized for a semiconductor substrate, can be connected in parallel to the desired capacity as needed To provide a constant current diode array substrate that can be selected and packaged.
본 발명은 정전류 다이오드 어레이를 형성하는 팹 공정의 전공정에서 연결되는 다이오드 개수(이하 '셀 개수'라 함)를 조정할 수 있고, 후공정(back end)에서 다이싱(dicing) 공정으로 셀 개수를 조정할 수 있으며, 반도체 소자를 조립하는 패키징 공정 중, 와이어 본딩 공정에서 동작시키고자 하는 다이오드 만 연결하여 셀 개수를 조정할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.The present invention can adjust the number of diodes (hereinafter referred to as the "cell number") connected in the pre-process of the fab process forming the constant current diode array, and the number of cells by dicing process in the back end (dicing) The present invention provides a method of adjusting the number of cells by connecting only a diode to be operated in a wire bonding process during a packaging process of assembling a semiconductor device.
또한 각 다이오드 단위 셀의 길이나 형태를 변경하여 그 면적으로 다이오드 용량을 조절하는 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention provides a method of controlling the diode capacitance by changing the length or shape of each diode unit cell.
상기와 같은 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 정전류 다이오드 어레이 기판의 구성은, 반도체 기판 상에 형성된 소정의 정전류 다이오드 용량을 갖는 복수의 다이오드 소자, 상기 복수의 다이오드 소자가 상기 기판상에 행 또는 열로 배열된 어레이 및 상기 어레이의 열 또는 행 사이에 형성된 공통전극 또는 와이어 본딩 패드를 포함하되, 상기 공통전극 또는 와이어 본딩 패드는 각 정전류 다이오드의 음극 혹은 한쪽의 전극과 연결되는 것을 특징으로 한다.The structure of the constant current diode array substrate according to the present invention for solving the above problems is a plurality of diode elements having a predetermined constant current diode capacity formed on a semiconductor substrate, the plurality of diode elements are arranged on the substrate or And a common electrode or wire bonding pad formed between the array arranged in a column and the columns or rows of the array, wherein the common electrode or the wire bonding pad is connected to a cathode or one electrode of each constant current diode.
본 발명에 따른 실시예로서, 대향된 정전류 다이오드 열 사이에 공통전극이 형성되어 2의 배수로 정전류 다이오드를 분리하여 다이오드 칩을 만들 수 있거나, 대향된 정전류 다이오드의 행과 열 사이에 공통전극이 형성되어 2의 배수로 정전류 다이오드를 분리하여 다이오드 칩을 만들 수 있거나, 하나의 열에 양쪽에 전극패드가 형성되어 열에 형성된 정전류 다이오드를 임의의 개수로 분리하여 다이오드 칩을 만들 수 있다.As an embodiment according to the present invention, a common electrode is formed between opposed columns of constant current diodes so as to separate the constant current diodes by multiples of two to form a diode chip, or a common electrode is formed between the rows and columns of opposed constant current diodes. The diode chip may be made by separating the constant current diodes by multiples of two, or the electrode pads may be formed at both sides in one column, and the diode chips may be made by separating any number of the constant current diodes formed in the columns.
본 발명에 따른 일실시예로서, 소정의 정전류 다이오드의 단위 용량은 5mA, 10mA, 20mA, 30mA, 40mA에서 선택되는 어느 하나 또는 그 조합인 것을 특징으로 한다.In one embodiment according to the invention, the unit capacitance of the predetermined constant current diode is characterized in that any one or a combination thereof selected from 5mA, 10mA, 20mA, 30mA, 40mA.
본 발명의 다른 실시예로서 대전력 정전류 다이오드 제조방법은, 반도체 기판상에 형성된 소정의 정전류 다이오드 용량을 갖는 복수의 다이오드 소자를 행 또는 열로 배열하여 반도체 제조공정으로 제조하는 단계,According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a high power constant current diode may include fabricating a plurality of diode elements having a predetermined constant current diode capacity formed on a semiconductor substrate in a row or a column, and manufacturing the same in a semiconductor manufacturing process;
상기 다이오드 소자를 병렬로 연결하여 소요되는 정전류 용량을 충족하는 블록을 선택하는 단계, 선택된 블록을 절단하고 분리하여 다이오드 칩으로 만드는 단계 및 다이오드 패키지에 실장하여 다이오드 소자의 드레인은 패키지의 양극 패드에 와이어 본딩으로 연결하고, 공통전극에 연결된 게이트-소오스는 패키지의 음극에 와이어 본딩으로 연결하는 패키지 단계를 포함한다. Selecting a block that meets the constant current capacity required by connecting the diode elements in parallel, cutting and isolating the selected block into a diode chip, and mounting the diode package to the drain of the diode device to a package of anode pads of the package. The bonding and the gate-source connected to the common electrode include a package step of connecting the cathode of the package by wire bonding.
본 발명에 따른 일실시예로서, 행 또는 열 사이에 n 타입층을 식각하고 p 타입층 위에 공통전극과 콘택 패드를 형성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment according to the present invention, an n-type layer is etched between rows or columns, and a common electrode and a contact pad are formed on the p-type layer.
본 발명에 따른 일실시예로서, 공통전극을 형성하는 방법은 2의 배수로 대향된 정전류 다이오열 사이에 형성거나, 2의 배수로 선택할 수 있도록 행과 열 사이에 형성하거나, 하나의 열의 양쪽에 전극패드를 형성하여 정전류 다이오드를 임의의 개수로 분리하여 다이오드 칩을 만들 수 있는 것을 특징으로 한다.In one embodiment according to the present invention, a method of forming a common electrode may be formed between constant current diode columns opposed to multiples of two, formed between rows and columns to select multiples of two, or electrode pads on both sides of one column. It is characterized in that to form a diode chip by separating the constant current diode by any number.
본 발명을 이용하면 종래 정전류 소자에 비하여 동일한 전류 특성을 가지면서도 저가의 단순한 칩 구조 제품을 제공하며, 대용량의 정전류 다이오드를 사용할 경우 발생할 수 있는 소자의 불균일성, 발열량의 증가 및 전력손실을 방지할 수 있다. The present invention provides a simple low-cost chip structure product having the same current characteristics as compared to conventional constant current devices, and can prevent device nonuniformity, increase in heat generation, and power loss that can occur when a large capacity constant current diode is used. have.
또한, 프로그래머블 로직(FPGA)과 같은 방식으로 사용자 요구에 맞게 정전용량을 가변시킬 수 있는 소정의 셀로 구성된 정정류 다이오드 칩을 제공함으로써 사용자가 다이싱 공정이나 와이어 본딩 공정으로 원하는 정전류 용량으로 맞출 수 있어 정밀한 조정이 가능하다.
In addition, by providing a rectifier diode chip composed of predetermined cells that can vary the capacitance according to the user's requirements in the same way as the programmable logic (FPGA), the user can adjust the desired constant current capacity in the dicing process or the wire bonding process. Precise adjustment is possible.
도 1은 종래의 기술로 사용되는 정전류 회로를 도시한 도면이다.
1a) 저항 정전류 회로, 1b) 3단자 레귤레이터, 1c) 트랜지스터 회로, 1d) OP 앰프 회로
도 2는 종래기술인 정전류 다이오드를 이용한 대전력 용량을 구현하는 병렬회로를 도시한 도면이다.
도 3은 정전류 다이오드 단면 구조도(a)와 단순 모형도(G:게이트, S:소스, D:드레인)를 도시한 도면이다.
도 4는 일반적인 정전류 다이오드 전류전압 특성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 제작된 다이오드 어레이 기판을 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 연결배선과 본딩패드를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 와이어 본딩을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예의 정전류 다이오드의 레이아웃 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 제작된 정전류 다이오드의 전류-전압 특성이다.
도 10은 본 발명에 따른 제작된 정전류 다이오드의 소자 수에 따른 전류-전압 특성이다.1 is a view showing a constant current circuit used in the prior art.
1a) Resistive constant current circuit, 1b) 3-terminal regulator, 1c) Transistor circuit, 1d) OP amplifier circuit
2 is a diagram illustrating a parallel circuit for implementing a large power capacity using a conventional constant current diode.
3 is a diagram showing a constant current diode cross-sectional structure (a) and a simple model diagram (G: gate, S: source, D: drain).
4 is a diagram illustrating a general constant current diode current voltage characteristic.
5 is a photograph showing a diode array substrate fabricated according to the present invention.
6 is a view illustrating a connection wiring and a bonding pad according to the present invention.
7 is a diagram illustrating wire bonding according to the present invention.
8 is a layout diagram of a constant current diode of another embodiment according to the present invention.
9 is a current-voltage characteristic of the manufactured constant current diode according to the present invention.
10 is a current-voltage characteristic according to the number of devices of the manufactured constant current diode according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings of the present invention, the size or dimensions of the structures are shown to be enlarged or reduced than actual for clarity of the present invention, and well-known configurations are omitted to show the characteristic configurations, and thus are not limited to the drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
본 발명에 의해 얻어지는 정전류 다이오드 어레이 기판은 하나의 정전류 다이오드 어레이 기판 내에 후공정에서 선택할 수 있는 복수의 정전류 다이오드 소자가 내장됨으로써, 종래에 사용되던 기술인 복수의 정전류 다이오드 기성 부품을 사용하여 병렬로 연결하여 정전류량을 증가시키는 방법을 대체할 수 있다.The constant current diode array substrate obtained by the present invention has a plurality of constant current diode elements that can be selected in a later process in one constant current diode array substrate, and is connected in parallel by using a plurality of constant current diode off-the-shelf components that are conventionally used. It is possible to replace the method of increasing the amount of constant current.
보다 구체적으로, 본 발명에서는 반도체 기판상에 형성된, 소정의 정전류 다이오드 용량을 갖는 복수개의 다이오드 소자; 상기 다이오드 소자가 상기 기판상의 행, 또는 열, 또는 행과 열에 주기적으로 배열된 어레이 및 상기 어레이의 열과 행 사이에 음극 또는 양극을 공통으로 하는 금속 배선과 이에 연결되는 와이어 본딩 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 다이오드 어레이 기판을 제공하는 것을 특징으로 한다. More specifically, in the present invention, a plurality of diode elements having a predetermined constant current diode capacity formed on a semiconductor substrate; The diode element comprises an array periodically arranged in rows or columns, or rows and columns on the substrate, and metal wires having a common cathode or anode between the columns and rows of the array and wire bonding pads connected thereto; A constant current diode array substrate is provided.
본 발명에서는 게이트(G)와 소스(S)을 연결하여 음극(cathode)로 연결하고 드레인을 양극(anode)으로 사용하는 Si JFET을 예시하였으나, 정전류 다이오드는 그 제조공정과 상기 제조공정에 의해 얻어지는 다이오드의 구조에 상관없이 정전류 다이오드의 특성을 나타내는 것이면 어느 것이든 다 본 발명에서의 정전류 다이오드에 포함될 수 있다. In the present invention, Si JFET is used to connect the gate (G) and the source (S) to the cathode (cathode) and to use the drain as an anode, but the constant current diode is obtained by the manufacturing process and the manufacturing process Regardless of the structure of the diode, any one that exhibits the characteristics of the constant current diode may be included in the constant current diode of the present invention.
도 3은 Si JFET을 이용한 일반적인 정전류 다이오드의 단면 구조도로서, 게이트(G)와 소스(S)을 연결하여 음극(cathode)로 연결하고 드레인을 양극(anode)으로 사용한다. 음극은 패키지의 다이에 직접 연결된다. 제조공정은 공지의 반도체 제조공정을 사용하여 제작하며, 누설전류를 방지하고 전기장의 분포를 조절하여 항복전압을 높일 수 있도록 가드링(guard ring)을 부가할 수 있고, 캐소드와 애노드 전극을 금속 증착공정에 의해 제조한다. 3 is a cross-sectional structure diagram of a general constant current diode using a Si JFET. The gate (G) and the source (S) are connected to a cathode and a drain is used as an anode. The cathode is connected directly to the die of the package. The manufacturing process is manufactured using a known semiconductor manufacturing process, and can add a guard ring to prevent leakage current and adjust the distribution of the electric field to increase the breakdown voltage, and metal deposition of the cathode and the anode electrode It manufactures by a process.
도 4는 정전류 다이오드의 일반적인 전류-전압 특성곡선을 보여준다. 정전류 용량은 포화전류인 Ip로 결정된다.4 shows a general current-voltage characteristic curve of a constant current diode. The constant current capacity is determined by the saturation current Ip.
도5에서는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼에 제작한 정전류 다이오드어레이 기판을 보여주고 있다. 정전류 다이오드 어레이 기판은 최적화된 소정의 정전류 용량을 가진 정전류 다이오드 소자를 행렬로 배열하였고, 행과 행 또는 열과 열 사이에는 음극 또는 양극의 어느 한 쪽의 전극과 연결되도록 금속 배선공정과 와이어 본딩 패드 형성 공정을 포함한다. 5 shows a constant current diode array substrate fabricated on a semiconductor wafer according to the present invention. The constant current diode array substrate arranges constant current diode elements with optimized constant current capacity in a matrix, and forms a metal wiring process and a wire bonding pad so as to be connected to either electrode of a cathode or an anode between rows and rows or columns and columns. Process.
본 발명의 정전류 다이오드 어레이 기판은 정수배를 갖는 정전류 다이오드 소자 배열로 구성할 수 있으며, 이를 통해 원하는 정전류 값에 해당하는 만큼의 정전류 다이오드 소자를 구비한 정전류 다이오드 어레이 기판을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 정전류 다이오드소자 각각의 사이에는 어느 한 쪽의 전극과 연결되는 공통배선과 그 공통배선과 연결되는 와이어 본딩 패드를 포함한다. The constant current diode array substrate of the present invention may be configured as an array of constant current diode elements having an integer multiple, and thus, a constant current diode array substrate having as many constant current diode elements as may correspond to a desired constant current value may be used. More specifically, each of the constant current diode elements includes a common wiring connected to either electrode and a wire bonding pad connected to the common wiring.
본 발명에 따른 정전류 다이오드 어레이가 형성된 기판을 이용하여 원하는 용량의 정전류 다이오드를 제작하는 방법을 도6 내지 도8을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. A method of fabricating a constant current diode having a desired capacitance using the substrate on which the constant current diode array according to the present invention is formed will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 8.
본 발명에서 상기 정전류 다이오드 어레이 기판 내 구비되는 단위 정전류 다이오드의 개수는 2 내지 128에서 선택되는 정수배로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 32개로 구성될 수 있다. In the present invention, the number of unit constant current diodes provided in the constant current diode array substrate may be configured by an integer multiple selected from 2 to 128, and preferably 2 to 32.
도 6은 전공정(front end)에서 단위 다이오드(10)의 어느 한쪽의 전극을 공통으로 연결배선(20)하고 여기에 연결되는 와이어 본딩 패드를 형성한 실시예를 보여준다. 상기 각각의 다이오드 소자(10)는 도3에서 보여주는 구조의 전형적인 정전류 다이오드일 수 있다. 금속배선 공정에서 드레인(D)를 모두 연결하는 공통배선을 수행하고 열과 행 사이에 공통배선(20)에 연결되는 와이어 본딩 패드(30)을 형성하고, 다이싱(dicing) 공정에서 단위 정전류 다이오드(10)를 소정의 개수(여기서는 4개)를 갖는 블록으로 하여 절단(sawing)하고 분리하여 칩으로 만든다. 패키지 조립에서 와이어 본딩 공정으로 패키지 다이를 음극으로 하고 본딩 패드를 양극으로 하여 와이어로 연결한다. FIG. 6 illustrates an embodiment in which a wire bonding pad is connected to a
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보여 주는 것으로 행과 열의 다이오드(10) 대신에 주기적인 셀 단위로 와이어 본딩 패드(30)를 형성하고 패키지 공정에서 주변의 다이오드들과 와이어 본딩(40,50)으로 연결하여 패키지 하는 것을 보여준다. 도 7에서는 9개의 셀로 구성되는 칩으로 하나의 와이어 본딩 패드 주변에 8개의 단위 다이오드가 배치되어 와이어 본딩으로 연결하는 것을 보여준다. 이때 8개의 다이오드 중 정상적으로 동작되는 것만 골라 선택적으로 와이어 본딩을 할 수 있다. 따라서 와이어 본딩 피드는 3배수 셀 간격으로 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정하지는 않는다.FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, in which
공통배선과 와이어 본딩 공정을 사용한 본 발명의 다른 실시예로서 일렬로 된 다이오드 어레이와 어느 한쪽의 전극에 연결된 공통배선 및 상기 공통 배선에 연결되는 와이어 본딩 패드를 포함한다.Another embodiment of the present invention using a common wiring and a wire bonding process includes an array of diode arrays, a common wiring connected to one of the electrodes, and a wire bonding pad connected to the common wiring.
도 8은 길이 또는 면적 등을 가변하여 다이오드 형태를 변경한 어레이로서, 본딩 패드 주변에서는 길이가 짧은 다이오드를 배치하여 본딩 패드로 인한 기판의 손실을 최소화한 실시예이다. FIG. 8 is an embodiment in which a diode shape is changed by varying a length or an area, and a short diode is disposed around a bonding pad to minimize a loss of a substrate due to a bonding pad.
도 9와 도 10은 실제 제작된 다이오드의 정전류 용량으로서 단위 다이오드 소자수(셀수)에 따라 선형적으로 정전류가 증가하는 것을 보여준다.9 and 10 show that the constant current increases linearly with the number of unit diode elements (cells) as the constant current capacity of the fabricated diode.
본 발명에 있어서 각각의 정전류 다이오드의 단위 용량은 약 5mA, 10mA, 20mA 및 30mA 및 40mA에 최적화된 소자로서 요구량에 따라 적절히 배열하여 필요에 따라 적절한 블록으로 선택하여 칩으로 만들 수 있다. In the present invention, the unit capacity of each constant current diode is optimized for about 5 mA, 10 mA, 20 mA, 30 mA, and 40 mA, and can be appropriately arranged according to the required amount, and selected into a suitable block as needed to form a chip.
본 발명에 따른 정전류 다이오드는 사용자가 원하는 특성만을 충족하면 어떤 구조나 형태를 갖든지 사용이 가능하다. 공통배선과 와이어 본딩패드는 반도체 웨이퍼 가공공정을 통해 정전류 다이오드 소자를 제조하는 공정 중에 제조할 수도 있고, 정전류 다이오드 소자를 제조한 이후에 추가적인 공정을 통해 제조할 수도 있다. The constant current diode according to the present invention can be used in any structure or shape as long as it meets the characteristics desired by the user. The common wiring and the wire bonding pad may be manufactured during a process of manufacturing a constant current diode device through a semiconductor wafer processing process, or may be manufactured through an additional process after manufacturing the constant current diode device.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the meaning of the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (10)
상기 복수의 단위 다이오드 소자가 상기 기판상에 행 또는 열 또는 행렬로 배열된 어레이;
상기 어레이의 열 또는 행에 주기적인 셀 단위로 이격되어 형성된 와이어 본딩 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 다이오드에 있어서,
상기 단위 다이오드의 길이 또는 면적을 가변하여 와이어 본딩 패드 주변에 배치하고,
상기 단위 다이오드는 누설전류를 방지하고 전기장의 분포를 조절하여 항복전압을 높일 수 있는 가드링(guard ring)이 부가되고,
상기 주기적인 셀 단위는 3배수 간격인 것을 특징으로 하는 정전류 다이오드.A plurality of unit diode elements having a predetermined constant current capacity formed on a semiconductor substrate;
An array in which the plurality of unit diode elements are arranged in a row, column, or matrix on the substrate;
In the constant current diode, characterized in that it comprises a wire bonding pad formed spaced apart in units of cells in the column or row of the array,
By varying the length or area of the unit diode is disposed around the wire bonding pad,
The unit diode is provided with a guard ring to prevent leakage current and to adjust the distribution of the electric field to increase the breakdown voltage,
The periodic cell unit is a constant current diode, characterized in that three times intervals.
반도체 기판상에 형성된 소정의 정전류 다이오드 용량을 갖는 복수의 단위 다이오드 소자를 행 또는 열로 배열하여 반도체 제조공정으로 제조하는 단계;
상기 단위 다이오드 소자를 조합하여 소요되는 정전류 용량을 충족하는 블록을 선택하는 단계;
선택된 블록을 절단하고 분리하여 다이오드 칩으로 만드는 단계 및
다이오드 패키지에 실장하여 다이오드 소자의 드레인은 패키지의 양극 패드에 와이어 본딩으로 연결하고, 게이트-소오스는 패키지에 다이 본딩하고 음극으로 연결하는 패키지 단계를 포함하되,
상기 패키지 단계는 상기 와이어 본딩 패드와 그 주변의 단위 다이오드 소자를 와이어 본딩으로 연결하고, 상기 와이어 본딩 패드와 패키지의 패드를 와이어 본딩으로 연결하는 것을 특징으로 하는 대전력 정전류 다이오드 제조방법. In the method of manufacturing a high power constant current diode,
Arranging a plurality of unit diode elements having a predetermined constant current diode capacitance formed on a semiconductor substrate in a row or a column to be manufactured by a semiconductor manufacturing process;
Selecting a block that meets the required constant current capacity by combining the unit diode elements;
Cutting and separating the selected blocks into diode chips, and
A package step of mounting the diode package to connect the drain of the diode device to the anode pad of the package by wire bonding, and the gate-source to die bond to the package and to the cathode;
The package step is a method of manufacturing a high power constant current diode, characterized in that for connecting the wire bonding pad and the unit diode device around the wire bonding, the wire bonding pad and the pad of the package by wire bonding.
상기 와이어 본딩 패드 주변의 단위 다이오드는 길이 또는 면적이 가변되어 배치되는 것을 특징으로 하는 대전력 정전류 다이오드 제조방법.6. The method of claim 5,
The unit diode around the wire bonding pad is a large power constant current diode manufacturing method, characterized in that the length or area is arranged variable.
어레이의 열 또는 행에 주기적인 셀 단위로 이격되어 단위 다이오드 소자 대신에 와이어 본딩 패드를 형성하는 것을 특징으로 하는 대전력 정전류 다이오드 제조방법.6. The method of claim 5,
A method of fabricating a high power constant current diode, comprising: forming a wire bonding pad in place of a unit diode element spaced periodically in units of cells or columns of an array.
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