TW381411B - Assembly unit for optical semiconductor components and the supporting substrate and the method for embedding optical semiconductor components on the supporting substrate - Google Patents
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Description
2150pif.d〇G/0Q2 A7 2150pif.d〇G/0Q2 A7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 _ B7_ 五、發明説明（I ) 本發明係關於可應用於光半導體元件與支撐基底之合 成單元之多種改良，及可應用於在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法之多種改良。 光纖係用以傳送藉由發光二極體或雷射二極體所發射 之光信號，及/或藉由光二極體所接收之光信號。因此， 光纖與光半導體元件例如發光二極體、雷射二極體或光二 極體之連接，在光信號傳.輸之技術範圍上是一項重要參數 。在此種意義上，——種可用以聯結或解開尤織舆光半導體 元件之元件之發展，係爲長久以來一直存在之主題，以加 強光信號傳輸技術及造成光信號傳輸技術在社會上廣爲盛 行。 關於此種元件之要求條件，包括使光纖與光半導體元 件以兩種設備之光軸精確地互相對準之方式連接之功能， 及允許光纖與光半導體元件之連接與解開而無需任何技術 之功能。 此種元件之實例係揭示於一篇技術文件中，其標題爲 "表面鑲嵌光學模組之發展"，由Kurata等人所撰寫，並在 1995年由電子學、資訊及通信工程師協會所舉行之電子學 聯合會之年會上提出。 參考附圖，揭示於此文件中之光半導體元件與支撐基 底之合成軍元，將於下文描述。 參考圖1，一種由頂部表面被Si〇2薄膜覆蓋之Si板所 製成之支撐基底（1)，係具有一對標記（la)作爲定位標記 ’一個電極圖樣（lb)於其上製成，及一個V型凹槽（lc)以 _____ 5___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再4寫本頁) -裝· 訂 2150pif.doc/002 2150pif.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 ___；___B7___ 五、發明説明（^) 容納光纖（未示出）。於虛線中所示之方形，顯示一個位置 ’即將於稍後描述之光半導體元件，係預定放置於其上。 參考圖2，一個光半導體元件（2)，其具有在其頂部表 面上製成之陽極（未示出）及在其新表面上製成之陰極（未 示出），此半導體元件具有一對標記（2a)，在其後方表面 上製成作爲定位標記，其位置係相應於前述在支撐基底 (1)上製成之定位標記（la)，及在陰極表面上製成之電極 圖樣（2b) 〇 參考圖3，係將光半導體元件(2)放置在支撐基底（1) 上’並使紅外線朝向支撐基底（1)之後方表面輻射，以觀 察兩對標記（ la)與（2a)在屏幕（4)上之影像，該屏幕係定 位在光半導體元件（2)之上方。光半導體元件（2)係稍微沿 著支撐基底（1)之頂部表面滑動，以對準兩對標記（la)與 (2a)之影像。依此方式，光半導體元件（2)之位置係以低 於1微米之準確度，在支撐基底（1)上調整。接著.，將光半 導體元件（2)焊接至支撐基底（1)。 但是，前述光半導體元件與支撐基底之合成單元，及 在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，係涉及下文所表 列之缺點。 1. 於支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法是很複雜的 ，且需要相當大量之時間與勞力。特別是，用以調整兩個 標記之程序是很麻煩的。 2. 在調整兩對定位標記上之準確度是不能令人滿意的 ，此係由於光半導體元件（2)與支撐基底（1)之表面粗糙度 6 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -----Ill —----1 —f-----IT-----曾------------- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 __ _B7__. _ 五、發明説明（少） 所造成之紅外線之不規則反射所致。 3.在調整活性層或光半導體元件光軸之高度，與光纖 核芯中央之高度上之準確度是不能令人滿意的，因爲活性 層或光半導體元件光軸之高度，會不可避免地依用以使光 半導體元件與支撐基底固定之焊料層之厚度而改變。 因此，本發明之一項目的係爲提供多種曲光半導體元 件與支撐基底所組成之合成單元，其可答易地組裝而在所 有方向上均具有令人滿意之準確度等級，而無需任何特定 技術及大量時間與勞力。 > 本發明之另一項目的係爲提供多種用以在支撐基底上 鑲嵌光半導體元件之方法，其允許此等方法容易地進行而 無需任何特定技術，且於此等方法中，最後完成之準確度 係在所有方向上完全令人滿意。 爲達成前述目的，根據本發明之多種光半導體元件與 支撐基底之合成單元，及在支撐基底上鑲嵌光半導體元件 之方法，係以"自動對準結果"爲基礎，其係爲一種對於熔 融金屬所發現之現象，該金屬係插入兩個對於熔融金屬具 有良好可潤濕性等級之材料板之間，該兩個板各具有有限 面積。 換言之，當插入具有有限面積之兩個板間之金屬被熔 解時，表面張力會造成熔融金屬變成球，最後產生推力以 拉取此兩個板之每一個，至其中兩個板正確地互相對準之 相互位置。詳細說明將於稍後參考圖10與11，針對"自動 對準結果"提出。 7 (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 2150pif.doc/0Q2 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（+) "自動對準結果”係用以在光半導體元件與支撐基底於 水平方向之相互位置上實現良好準確度等級。 在光半導體元件與支撐基底於垂直方向之相互位置上 之準確度，係藉由對每一項具體實施例爲特定之不同方式 實現。 因此，根據本發明之第一個具體實施例，<光半導體元 件與支撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐 基底之合成單元，其中支撐基底具有至少兩個在其頂部表 面上製成並以電極圖樣做內襯之凹陷，及沿著其頂部表面 製成之凹槽，且此光半導體元件具有至少兩個在其後方表 面上製成之電極圖樣，其位置係相應於在凹陷中製成之電 極圖樣，及至少兩個焊料塊，經安排在其後方表面上製成 之電極圖樣上，以及在將各焊料塊置於各凹陷中之後，藉 由一次熔解與固化焊料塊，使光半導體元件與支撐基底互 相固定。 根據本發明之第一個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法，其包括放置各焊料塊之步驟，該焊料塊係 經安排在光半導體元件後方表面上製成之各電極圖樣上， 及在支撐基底頂部表面上製成之各凹陷中，以及熔解焊料 塊並固化焊料塊，以使光半導體元件固定至支撐基底之步 驟。 根據本發明之第二個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝·
、1T 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 _^^__J87_ 五、發明説明（Y) 體元件之方法，其包括在支撐基底之頂部表面上製成之各 凹陷中餵入乳膏狀軟焊料之步驟，刮除過量乳膏狀軟焊料 之步驟，將光半導體元件後方表面上製成之各電極圖樣放 置在被餵入凹陷中之乳膏狀軟焊料上之步驟，及熔解該乳 .膏狀軟焊料並固化該乳膏狀軟焊料以使光半導體元件固定 至支撐基底之步驟。 - 根據本發明之第三項具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種根據本發明之第二個具體 實施例在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其中電極 圖樣之位置係偏離其相應凹陷之位置。 根據本發明之第四個具體實施例，光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種根據本發明第一個具體實施 例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中至少兩個 凹槽係藉由至少一個沿著支撐基底頂部表面延伸之凹槽連 接。 根據本發明之第五個具體實施例，光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底之 合成單元，其中支撐基底具有在其頂部表面上製成之至少 兩個凹陷及至少一個電極圖樣，及沿著其頂部表面製成之 凹槽，以及經安排在至少一個電極圖樣上之軟焊料團塊， 且該光半導體元件具有在其後方表面上製成之至少一個電 極圖樣，其位置係相應於在凹陷中製成之電極圖樣，及至 少兩個在其後方表面上製成之球塊，且該光半導體元件與 支撐基底係在將各球塊置於各凹陷上之後，藉由一次熔解 一 _ 9_ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 ____B7_^_ 五、發明説明（夕） 及固化軟焊料團塊而互相固定。 根據本發明之第五個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法，其包括將軟焊料團塊安排在支撐基底頂部 表面上製成之至少一個電極圖樣中之每一個上之步驟，將 光半導體元件放置在支撐基底上之步驟，以將.光半導體元 件後方表面上製成之至少兩個凸塊中之每一個，放置在支 撐基底頂部表面上製成之至少兩個凹陷之每一個中，及將 在光半導體元件後方表面上製成之至少一個電極圖樣，放 置在軟焊料團塊上，及熔解凸塊且固化凸塊以固定光半導 體元件與支撐基底之步驟。 根據本發明之第六個具體實施例，光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底之 合成單元，其中寫撐基底具有在其頂部表面上製成之至少 三個凹陷及至少一個電極圖樣，及沿著其頂部表面製成之 凹槽，以及經安排在其頂部表面上製成之至少一個電極圖 樣上之軟焊料團塊，且該光半導體元件具有在其後方表面 上製成之至少一個電極圖樣，其位置係相應於在支撐基底 頂部表面上製成之電極圖樣，其進一步包含經安排在各凹 陷中之金屬球，於是在將光半導體元件置於支撐基底上之 後，藉由一次熔解並固化軟焊料團塊，使光半導體元件與 支撐基底互相固定。 根據本發明之第六個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 _. 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 八7 __ B7 _ 五、發明説明（q) 體元件之方法，其包括將金屬球安排在支撐基底之頂部表 面上製成之至少三個凹陷之每一個中之步驟，將軟焊料團 塊安排在支撐基底頂部表面上製成之至少一個電極圖樣之 每一個上之步驟，將光半導體元件放置在支撐基底上以使 至少一個電極圖樣置於軟焊料團塊上之步驟，及熔解並固 化軟焊料團塊以固定光半導體元件與支撐基底之步驟。 根據本發明之第七個具體實施例，光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底之 合成單元，其中支撐基底具有一個底座及至少一個在其頂 部表面上製成之電極圖樣，及沿著其頂部表面製成以容納 光纖之凹槽，及至少一個軟焊料團塊，經安排在至少一個 於其上製成之電極圖樣上，且該光半導體元件具有至少一 個在其後方表面上製成之電極圖樣，其位置係相應於在支 撐基底上製成之至少一個電極圖樣，於是在將光半導體元 件置於支撐基底上之後，藉由一次熔解並固化軟焊料團塊 ，使光半導體元件與支撐基底互相固定。 根據本發明之第七個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法，其包括將軟焊料團塊安排在支撐基底頂部 表面上製成之至少一個電極圖樣上之步驟，於該基底上已 產生一個底座，將光半導體元件放置在支撐基底上之步驟 ，以將光半導體元件後方表面上製成之至少一個電極圖樣 放置在各軟焊料團塊上，及熔解軟焊料團塊並下壓光半導 體元件，直到光半導體元件之後方表面接觸底座之頂部表 ._ _η_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀嘴面之注意事項再填寫本頁) .裝------訂-----；m線----------- 2150pif.d〇c/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（$ ) 面爲止，及使軟焊料團塊固化，以固定光半導體元件與支 撐基底之步驟。 在本發明之第七個具體實施例中’底座之水平形狀可 爲十字形。 再者，於本發明之第七個具體實施例中’底座可爲 Ti/Pt/Au層、Si〇2層或Si層之堆積物體。 根據本發明之第八個具體實施例’光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底之 合成單元，其中支撐基底具有至少三個凹陷’其每一個底 部表面係被電極圖樣覆蓋，電極圖樣係在支撐基底之頂部 表面上製成，及軟焊料團塊係被安排在電極圖樣上’該電 極圖樣係覆蓋支撐基底中所製成之凹陷之底部表面’且該 光半導體元件具有至少三個在其後方表面上製成之電極圖 樣，於是在將光半導體元件置於支撐基底上之後，藉由一 次熔解並固化軟焊料團塊，使光半導體元件與支撐基底互 相固定·。 根據本發明之第八個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法，其包括將軟焊料團塊安排在至少三個凹陷 中製成之各電極圖樣上之步驟，該凹陷係在支撐基底中製 成’於支撐基底上已產生Ti/Pt/Au之堆積層，將光半導體 元件放置在支撐基底上之步驟，以在各軟焊料團塊上放置 至少三個電極圖樣，及在將光半導體元件置於支撐基底上 之後’熔解軟焊料團塊並下壓光半導體元件，且固化軟焊 12 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
,1T %·' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 ^ ____^_B7_ 五、發明説明（巧） 料團塊以固定光半導體元件與支撐基底之歩驟。 根據本發明之第九個具體實施例，光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底之 合成單元，其中支撐基底具有金屬底座及至少一個在其頂 部表面上製成之電極圖樣，且該光半導體元件具有至少一 個在其後方表面上製成之電極圖樣，及至少一個在其後方 表面上製成之電極圖樣上製成之凸塊，於是在將光半導體 元件置於支撐基底上之後，藉由一次熔解並固化該凸塊， 使光半導體元件與支撐基底互相_定。 在第九個具體實施例中，金屬底座之水平形狀可爲十 字形。 在第九個具體實施例中，金屬底座可製自Ti/Pt/Au之 堆積層。 根據本發明之第九個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法，其包括在支撐基底之頂部表面上製造金屬 底座及至少一個電極圖樣之步驟，在光半導體元件之後方 表面上製造至少一個電極圖樣之步驟，在光半導體元件後 方表面上製成之至少一個電極圖樣上製造至少一個凸塊之 步驟，及在將光半導體元件置於支撐基底上之後，熔解該 至少一個凸塊並使該至少一個凸塊固化，以固定光半導體 元件與支撐基底之步驟。 在第九個具體實施例中，金屬底座之水平形狀可爲十 字形。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇乂297公釐）~ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----：---1 J-----\ —裝--^--：---—訂----^--線 2150pif.doc/002 A7 B7______ 五、發明説明（丨I?) 根據本發明之第十個具體實施例，光半導體元件與支 撐基底之合成單元，係爲一種根據本發明第九個具體實施 例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中金屬底座 爲具有矩形水平形狀之銅板，且在支撐基底之頂部表面上 製成之電極圖樣數目，及在各電極圖樣上製成之凸塊數目 .係爲至少二。 .· 根據本發明之第十個具體實施例，在支撐基底上鑲嵌 光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半導 體元件之方法，其包括將矩形銅板，其頂部與後方表面係 被軟焊料薄膜覆蓋，及至少兩個電極圖樣’放置在支撐基 底之頂部表面上之步驟，在支撐基底上製成之兩個電極圖 樣之每一個上製造至少兩個凸塊之步驟，及將光半導體元 件後方表面上製成之至少兩個電極圖樣中之每一個，及在 .光半導體元件後方表面上製成之一個矩形電極圖樣，個別 放置在支撐基底上製成之至少兩個凸塊中之每一個及矩形 銅板上之步驟，及熔解至少兩個凸塊並固化至少兩個凸塊 .之步驟。 根據本發明之第十一個具體實施例，光半導體元件與 支撐基底之合成單元，係爲一種根據本發明第九個具體實 施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中金屬底 座係爲四個金屬圓盤之組合，且在支撐基底頂部表面上製 成之電極圖樣數目，及在各電極圖樣上製成之凸塊數目’ 係爲四。 根據本發明之第十二個具體實施例，光半導體元件與 ____ 14 ___一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — 1^-----「裝^---^----訂------_線 {#先閲讀背面之注意事項其填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150p.rf.dOG/002 ΑΊ 2150p.rf.dOG/002 ΑΊ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Β7 -- 丨·丨· " ' ' 一 五、發明説明（丨I) 支撐基底之合成單元，係爲一種根據本發明第九個具體實 施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中金屬底 座爲由軟焊料做內襯之金屬線所製成之圓圈，.此由軟焊料 做內襯之金屬線所製成之圓圈係插入一個在光半導體元件 後方表面製成之圓形電極圖樣與另一個在支撐基底上製成 之圓形電極圖樣之間，且在支撐基底頂部表面上製成之電 極圖樣數目，及在各電極圖樣上製成之凸塊數目，係爲四 Ο 根據本發明之第十三個具體實施例，光半導體元件與 支撐基底之合成單元，係爲一種根據本發明第九個具體實 施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中金屬底 座爲由軟焊料做內襯之金屬線所製成之圓圈，一個圓形電 極圖樣係插入由軟焊料做內襯之金屬線所製成之圓圈與支 撐基底之間，且在支撐基底頂部表面上製成之電極圖樣數 目，及在各電極圖樣上製成之凸塊數目，係爲四。 根據本發明之第十四個具體實施例，光半導體元件與 支撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底 之合成單元，其中支撐基底具有由金屬線所製成且被安排 在其頂部表面上之圓形金屬底座，及四個在其頂部表面上 製成之電極圖樣，及在該四個電極圖樣上製成之四個凸塊 ，且該光半導體元件具有在其後方表面上製成之四個電極 圖樣，其位置係相應於在支撐基底頂部表面上製成之四個 電極圖樣中之每一個，於是在將光半導體元件置於支撐基 底上之後，藉由一次熔解並固化該凸塊，使光半導體元件 ______ 15_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 —--Ί - ---/ T --- — I -訂 ~~ ~~-II - jp線 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2150pif.doc/002 A7 ___B7_ _ 五、發明説明（丨工） 與支撐基底互相固定。 根據本發明之第十五個具體實施例，光半導體元件與 支撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底 之合成單元，其中支撐基底具有至少三個通孔，在垂直於 其頂部與後方表面之方向上穿透支撐基底，製造電極圖樣 以圍繞各通孔之頂端，及放置焊料塊以覆蓋各通孔，且該 光半導體元件具有至少三個在其後方表面上製成之電極圖 樣，其位置係相應於該至少三個通孔，於是在將光半導體 元件置於支撐基底上之後，藉由一次熔解並固化該凸塊， 使光半導體元件與支撐基底互相固定。 根據本發明之第十五個具體實施例，在支撐基底上鑲 嵌光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半 導體元件之方法，其包括放置至少三個焊料塊以覆蓋各電 極圖樣之步驟，赘電極圖樣係被製成以圍繞被製成穿透支 撐基底之各通孔頂端，抽取被限制在通孔中之空氣之步驟 ，放置光半導體元件，以光半導體元件後方表面上製成之 各電極圖樣覆蓋各焊料塊之步驟，及熔解並固化焊料塊之 步驟。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (讀先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之第十六個具體實施例，光半導體元件與 支撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底 之合成單元，其中支撐基底具有兩個頂部表面，其係被一 個具有垂直表面之階層分隔，且其係互相平行，兩個頂部 表面中較下方者具有一個凹陷，其係在垂直於該階層之垂 直表面之方向上延伸，並具有至少兩個在凹陷中製成之電 16 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 2150pif.doc/002 A7 _____B7 _ 五、發明説明（$ ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 極圖樣，及至少兩個在各電極圖樣上製成之凸塊，此兩個 表面中之較高者具有一個凹槽以容納光纖，此凹槽係垂直 於該階層之垂直表面，且該光半導體元件具有至少兩個在 其後方表面上製成之電極圖樣，於是在將光半導體元件置 於支撐基底上之後，藉由一次熔解並固化該凸塊，使光半 導體元件與支撐基底互相固定。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 根據本發明之第十六個具體實施例，在支撐基底上鑲 嵌光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半 導體元件之方法，其包括製造一個階層，以使支撐基底之 頂部表面分隔成兩個表面之步驟，該表面之位階係彼此不 同且其係互相平行，在垂直於該階層之方向上製造沿著該 下方表面延伸之凹陷之步驟，在凹陷之底部上製造至少兩 個電極圖樣之步驟，在各電極圖樣上製造凸塊之步驟，在 較高表面上製造凹陷之步驟，此凹陷係對準在下方表面上 製成之凹陷，在光半導體元件之後方表面上製造至少兩個 電極圖樣之步驟，其位置係相應於在凹陷之底部上製成之 各電極圖樣，將在光半導體元件之後方表面上製成之電極 圖樣，放置在凹陷中製成之電極圖樣上之步驟，促使光半 導體元件朝向該階層之垂直表面之步驟，及一次熔解並固 化凸塊之步驟。 根據本發明之第十七個具體實施例，光半導體元件與 支撐基底之合成單元，係爲一種光半導體元件與支撐基底 之合成單元，其中支撐基底具有矩形凹陷，其具有至少兩 個於其中製成之電極圖樣，及在兩個電極圖樣之每一個上 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨〇><297公釐） 2150pif.doc/002 A7 B7____
五、發明説明（KfO 製成之至少兩個凸塊，於其上沿著垂直於凹陷之縱向側面 之直線排列之兩個凸出部份，及一個容納光纖之凹槽’該 凹槽之中心線係對準中央，此中央係對準凹陷，且該光半 導體元件具有至少兩個在其後方表面上製成之電極圖樣， 於是在將光半導體元件置於支撐基底上之後，藉由一次熔 解並固化該凸塊，使光半導體元件與支撐基底互相固定。 根據本發明之第十七個具體實施例，在支撐基底上鑲 嵌光半導體元件之方法，係爲一種在支撐基底上鑲嵌光半 導體元件之方法，其包括在支撐基底之頂部表面上製造一 對凸出部份之步驟，在垂直於連接兩個凸出部份之線條之 方向上製造沿著支撐基底之頂部表面延伸之矩形凹陷之步 驟，在凹陷底部上製造至少兩個電極圖樣之步驟，在各電 極圖樣上製造凸塊之步驟，在支撐基底之頂部表面上製造 凹陷之步驟，此凹陷係對準矩形凹陷，在光半導體元件之 後方表面上製造至少兩個電極圖樣之步驟，其位置係相應 於在矩形凹陷之底部製成之各電極圖樣，將光半導體元件 後方表面上製成之電極圖樣放置在凹陷中製成之電極圖樣 上之步驟，促使光半導體元件朝向凸出部份對之步驟，及 一次熔解並固化凸塊之步驟。 本發明以及其各種特徵與優點，可容易地自下文搭配 下列附圖所提出之更詳細說明而明瞭，其中： 圖1爲支撐基底之平面圖，其係構成可用於先前技藝 上之光半導體元件與支撐基底之合成單元， 圖2爲光半導體元件之後視圖，其係構成可用於先前 __ 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） J—----;--------^ ™裝-- (詩先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 ΑΊ B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（（ί) 技藝上之光半導體元件與支撐基底之合成單元， 圖3爲被放置在支撐基底上之光半導體元件之示意側 視圖，其係在調整光半導體元件與支撐基底之相互幾何位 置之進展中， 圖4爲支撐基底之平面圓，其係構成根據本發明第一 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元’ 圖5爲在採用含有KOH之蝕刻劑所進行之蝕刻程序下之 Si板之橫截面， 圖6爲Si板之橫截面，已對其完成採用含有K〇H之蝕刻 \ 劑所進行之蝕刻程序， 圖7爲光半導體元件之後視圖，其係構成根據本發明 第一個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 圖8爲根據本發明第一個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之橫截面示意圖’ —圖9爲根據根據本發明第一個具體實施例之光半導體 元件與支撐基底之合成單元之放大橫截面示意圖’此橫截 面係專注於凹陷及欲被連接凹陷之電極圖樣上’ 圖10爲說明"自動對準結果”現象之示意側視圖’ 圖11爲說明"自動對準結果"現象之示意側視圖， 圖Π爲光半導體元件之後視圖，其係構成根據本發明 第一個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 > 圖13爲支撐基底之橫截面示意圖，其係構成根據本發 _____ 19 _ 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS > A4規格（210X297公釐） (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本貰) •裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 —____B7__ 五、發明説明（丨(？） 明第二個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單 元，在餵入乳膏狀軟焊料之進展中， 圖14爲支撐基底之橫截面示意圖，其係構成根據本發 明第二個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單 元’在刮除過量乳膏狀軟焊料之進展中， 圖15爲根據本發明第二個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之橫截面示意圖，此橫截面係專注 於凹陷及欲被連接凹陷之電極圖樣上， 圖16爲根據本發明第三個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之橫截面示意圓，此橫截面係專注 於凹陷，電極圖樣係欲被連接至此凹陷，及欲被連接此凹 陷之電極圖樣， 圖Π爲支撐基底之平面圖，其係構成根據本發明第四 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元， 圖18爲光半導體元件之後視圖，其係構成根據本發明 第四個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 3 圖19爲根據本發明第四個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之橫截面示意圖， 圖20爲根據本發明第四個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之放大橫截面示意圖，此橫截面係 說明凸塊被熔解前之位置， 圖21爲根據本發明第四個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之放大橫截面示意圖，此橫截面係 _ 20 _ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 B7 五、發明説明（β) 說明凸塊被一次熔解並經固化之位置， 圖22爲支撐基底之平面圖，其係構成根據本發明第五 個具體實施例之光半導體元件與支擦基底之合成單元， 圖23爲光半導體元件之後視圖，其係構成根據本發明 第五個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元; 圖24爲根據本發明第五個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之示意橫截面部份視圖， 圖25爲支撐基底之平面圖，其係構成根據本發明第六 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元， 圖26爲光半導體元件之後視圖，其係構成根據本發明 第六個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 圖27爲根據本發明第六個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之示意橫截面部份視圖， 圖28爲支撐基底之側視圖，其係構成根據本發明第七 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，在 進行製造中， 圖29爲支撐基底之側視圖，其係構成根據本發明第七 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，在 進行製造中， 圖3〇爲支撐基底之側視圖，其係構成根據本發明第七 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，在 進行製造中， 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 2150pif.doc^002 ^ _ B7 五、發明説明（（¾) 圖31爲支撐基底之側視圖，其係構成根據本發明第七 個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元，在 進行製造中， 圖32爲光半導體元件之後視圖，其係構成根據本發明 第七個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 ，在進行製造中， - 圖33爲根據本發明第七個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之側視圖，在進行製造中， 圖34爲根據本發明第七個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之側視圖， 圖35爲根據本發明第七個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖36爲根據本發明第八個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合_單元之橫截面示意圖， 圖37爲根據本發明第八個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之平面圖， 經濟部中央標準局員工消#合作社印製 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖38爲支撐基底之示意側視圖，其係構成根據本發明 第九個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 ，在進行製造中， 圖39爲支撐基底之示意側視圖，其係構成根據本發明 第九個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 ，在進行製造中， 圖40爲支撐基底之示意側視圖，其係構成根據本發明 第九個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 22 本紙張尺度適用中國國家標準^CNS ) A4規格（210x297公釐） A7 2150pif.doc/002 _B7 五、發明説明（Θ) ，在進行製造中， 圖41爲根據本發明第九個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之示意側視圖， 圖42爲根據本發明第九個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖43爲支撐基底之示意側視圖，其係構成根據本發明 第十個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 ，在進行製造中， 圖44爲支撐基底之示意側視圖，其係構成根據本發明 第十個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元 ，在進行製造中， 圖45爲根據本發明第十個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之示意側視圖，在進行製造中， 圖46爲根據本發明第十個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之示意側視圖， 圖47爲根據本發明第十個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖48爲根據本發明第十一個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之示意側視圖， 圖49爲根據本發明第十一個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖50爲根據本發明第十二個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之示意側視圖， 圖51爲根據本發明第十二個具體實施例之光半導體元 __ 23_^__ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） — (讀先閣讀背面之注意事項再填寫本頁.) -裝·
'1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 l\ / B7 五、發明説明（M) 件與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖52爲根據本發明第十三個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之示意側視圓， 圖53爲根據本發明第十三個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖54爲根據本發明第十四個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之示意側視圖， 圖55爲根據本發明第十四個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之平面圖， 圖56爲支撐基底之橫截面示意圖，其係構成根據本發 明第十五個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成 單元，在進行製造中， 圖57爲支撐基底之橫截面示意圖，其係構成根據本發 明第十五個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成 單元，在進行製造中， 圖58爲根據本發明第十五個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之橫截面示意圖，在進行製造中 圖59爲支撐基底之橫截面示意圖，其係構成根據本發 明第十六個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成 單元，在進行製造中， 圖60爲支撐基底之側視圖，其係構成根據本發明第十 六個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單元， 在進行製造中， 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1----------^;/1 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 2150pif.doc/002 2150pif.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（y) 圖61爲光半導體兀件之後視圖，其係構成根據本發明 第十六個具體實施例之光半導體元件與支撐基底之合成單 元，在進行製造中， 圖62爲根據本發明第十六個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之橫截面示意圖，在進行製造中 圖63爲根據本發明第十六個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單兀之橫截面示意圖，在進行製造中 圖64爲根據本發明第十六個具體實施例之橫截面示意 圖，及 圖6 5爲根據本發明第十七個具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之透視圖， 參考附圖’根據本發明不同具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元，及根據本發明不同具體實施例 在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，將說明於下文。 第一個具體實施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有至少兩個凹陷，在其頂部表面上製成，並以製自 Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti /Pt/Au堆積層之電極圖樣做 內襯，且該光半導體元件具有由Au-Sn軟焊料製成之凸塊 ，其具有低於電極圖樣材料之熔解溫度，且該凸塊係在相 應於前述凹陷之位置製成，於是使光半導體元件與支撐基_ 底，藉由水平方向上之"自動對準結果"，此自動對準結果/ .........—______' 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（公） 係藉由^次熔解並固化凸塊ffiT獲得.，及藉由光半導體元件 與支撐基底於垂直方向上之"表面-對-表面接觸"，，互枏 固定而具有良好準確度等級。 / 參考圖4，由頂部表面被Si〇2薄膜（未示出）所覆蓋之 Si板所製成之支撐基底（10)，係具有至少兩個凹陷（於附 圖中顯示四個凹陷）（11)及一個以水平方式沿著Si板頂部 表面延伸以容納光纖（未示出）之V型凹槽（12)。Si板之厚 度實例爲1.1毫米。凹陷（11)之側面長度係選自70至110微 米之範圍，且凹陷（11)之深度係選自50至78微米之範圍。 爲何選擇Si之原因，係爲採用含有KOH蝕刻劑所進行之蝕 刻程序，會產生一種凹陷，.其底部角度係精確地爲70.5〇 。參考圖5，若將此蝕刻程序應用於Si板（10)頂部表面上 保持未被Si02光罩（l〇a)覆蓋之有限區域，則開始產生具 有邊緣角度爲54.75〇之凹陷。參考圖6，當完成具有底部 角度爲70.50之凹陷時，使蝕刻程序終止。 再一次參考圖4,由於所舉例之凹陷（11)之水平形狀 爲方形，故凹陷（11)之形狀變成角錐。角錐底部之長度可 選自70-100微米之範圍，造成深度在50-78微米之範圍內 改變。各凹陷（11)之內表面係以製自Au-Sn合金層或 Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au堆積層之電極圖樣（13)做內襯，且電 極圖樣（13)係沿著Si板或支撐基底（20)之頂部表面延伸， 以形成多個電極（14)。以虛線顯示之方形，係說明預定放 置光半導體元件之位置，其將於稍後討論。 參考圖7，一種光半導體元件（20)，其在此實例中爲 一 26 J----r-----、裝----一--訂 ./(V ^ . (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 尽紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2>) 具有舉例尺寸爲300-350微米（側面）與100微米（高度)之雷 射二極體，其具有電極圖樣（21)，其每一個均具有圓圈形 狀，此圓圈具有大約與焊料塊（22)相同之直徑.，該焊料塊 將於後文討論。電極圖樣（21)之材料爲Au_Sn合金層或 • Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au之堆積層。所造成電極圖樣.(21)之位_ 置係相應於女撐基底（10)之各凹陷（11)之位置。': 由Au-Sn軟焊料所製成之凸塊（22)，係在各電極圖樣 (21)上製成。焊料塊（22)將一次熔解並經固化，尨獲得V .. > 自動對準結果π。凸塊（22)之高度係經選擇，依在支，撐基 底（10)中製成之凹陷（11)之深度而定。凸塊（22)之舉例高 度爲75微米。由於電g圖樣（21)與焊料塊（22)完全互相重 疊，故其不能夠個別示於附圖中。 / 習知雷射二極體具有基本層型態，其中一個活性層或 發光層係被安排在上方與下方反射層之間，此層型態係進 一步被夾在電流限制層（上層）舆基底（下方構件）之間。此 基本層型態之頂部表面係被上方電極（通常爲P-側電極）覆 ' V ' . ' 蓋，且基本層型態之底部表面係被下方電極（通常爲n-側 電極）覆蓋。重要的是’活性層或光軸之高度係相同於光 纖核芯之高度。 . 除了雷射二極體以外’構成根據本發明之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之光半導體元件（20)，可爲發光 二極體、光二極體或其類似物。在其中光從二極體之頂部 表面發射之情況中，二極體係被安排在支撐基底（1〇)上， 以允許光軸平行於二極體之頂部表面。換言之，二極體係 27 (#先閲讀背面之注意事項為填寫本I ) -、 —I 11^ ^^^1 ϋ^— ^^^1- mi 1^1 HI -·1 ί I. . Jn 裝------訂I Λ-- #線！ /- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210χ297公釐） 2150pif.docy〇02 2150pif.docy〇02 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（斗） 被安排在其中一個側面被放置在支撐基底上之位置。 將一種光學元件（20)，在此實例中爲雷射二極體，鑲 嵌在支撐碁底（ ί〇)上之方法，將於下文描述。 參考圖8與9 ’將若干量之Au-Sn軟焊料，其含有go% Au與20%Sn並具有熔解溫度280°C，供應於各凹陷(η)中 ，該凹陷係以Au-Sn合金層或〇/則/八\1或1'丨/?1；/八11之堆積 層在電極圖樣（13)上做內襯。Au-Sn軟焊料之量係經選擇 爲所必要的，且在其與凸塊（22)—起熔解時足以充滿凹陷 (11)。軟焊料可採用真空蒸發程序、鍍敷程序或網版印刷 程序供應至凹陷（11)中。 '採用自動晶片鑲嵌設備，以將光半導體元件(20)放置 在支撐基底（10)上，並將各凸塊（22)插入各凹陷（11)中。 採用再流動設備以將支撐基底（10)加熱至例如33〇。(：之溫 度。在此溫度下，Au-Sn軟焊料係立即熔解，但製gAu_Sn 合金之凸塊（22)具有高於Au-Sn軟焊料之熔解温度，則幾 乎不熔解。 當支撐基底（10)被冷卻且Au-Sn軟焊料經固化時，光 半導體元件（20)係被固定在支撐基底（1〇)上;弄其間之相 互位置上藉由水平方向上之"自動對準結果"及藉由垂直方 向上之M表面-對-表面接觸"，而具有良好準確度等級。由 於Au-Sn軟焊料之量係經選擇爲所必要且足以充滿各凹陷 (11)，故軟焊料不會溢流而毀壞水平方向上其間相互位置 之準確度。 現在參考圖10與11，將於下文說明M自動對準結果"。 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) —J-----'裝---，——訂-----_«線 ,----- (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（^·Γ) g定使焊料埤（22a)熔解，其係插入一對底座（2la)^ 間，底座係由有良互L濕程度之^€_ ~成，則熔融態焊料塊（22)由於表面張;易於變 .备學產生藉由噴^箭頭τ|Γ示之推力。結果，在基^70c) 上所製成之底座Ula)會滑動至其中底m(2la)ft||地面^丨 kM位置"^15圖11中所示。於相互幾何位置上之準確_ ，係爲大約1微米或更低，而不管自動晶片鑲嵌設備之木目 應準確度爲大約10微米。此種現象係被解釋爲"自勸 結果"，且一種使兩個底座(21a)在一個位置處對準之方法 ，其中係由於π自動對準結果"使兩個底座（21a)精確地s 相對準，其係稱爲焊料塊方法，且廣被採用於半導體元;# 之製造領域上，以使兩個配件在幾何相互位置上固定，M 具有良好準確度等級。 然後，使光半導體元件（20)最頂層之陽極，連接電源 之正線端（未示出），並將與光半導體元件（20)之陰極連接 之電極（14 )，連接電源之負線端（未示出）。再者，將光纖 (未示出）置於V型凹槽（12)上，其方式是使光半導體元件 (20)光軸之位p.，與光纖(未示出）核芯之位面相同.。’ 前述說頭已闡述本發明之第一個具體實施例已成功地 提供一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其可容易 地組裝’於所有方向上’在其間之相互位置上，真有令人 滿意之準確度等級爲1微米或更低，而無需大量之時間與 勞力，及一種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其 易於進行，且其最後完成之準確度在所有方向上均完全令 ' 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） m· mV —US nn ^^^^1 ^^1 ----- (讀先《讀背面之注意寧項再填寫本頁) 、τ. silF .矣 _
2150pif.doc/D02 A7 B7 五、發明説明（zh 人滿意。 第二個具體啻施例 一種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法 具有製自Au-Sn合金層或Cr/Ni / Au或Ti / Pt /Au之堆镇麟& 電極圖樣，且係在其後方表面上製成，該支撐基底鸟有$ 陷在其頂部表面上製成，並以製自Au-Sn合金墙梁 Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au之堆積層之電極圖樣做內襯，此方_ 係採用乳膏狀軟焊料，以"自動對準結果"爲基礎，健電_ 圖樣互相連接，其中過量乳膏狀軟焊料係在進行鑲嵌步驗 之前刮除。 第三次參考圖4，由頂部表面被Si02薄膜（未示 覆蓋之Si板所製成之支撐基底（1〇)，係具有至少兩個的啥 (於附圖中顯示四個凹陷）（11)及一個以水平方式沿 頂部表面延伸以.容納光纖（未示出）之V型凹槽（12)。各凹 陷（11)之內表面係以製自Au-Sn合金層或Ci/Ni/Au^ Ti/Pt/Au堆積層之電極圖樣（13)做內襯’旦電極圖璨（13) 係沿著Si板或支撐基底(20)之頂部表面延伸’以形成多個 電極（14)。以虛線顯示之方形’係說明預定放置光半導體 元件之位置，其將於稍後討論。 參考圖12，光半導體元件（20)，在此實例中其係爲雷 射二極體，其具有電極圖樣（21)，其方式係類似前文參考 圖7所討論者。 參考圖13與14，係將一種藉由混合Au_Si軟焊料粉末 與黏性溶劑所製成之乳膏狀軟焊料（23)餵入各凹陷（11)中 30___；____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.do_2 A7 _^_B7 ___ 五、發明説明（2/l) ，並將過量（24)自各凹陷（11)之頂部刮除。可採用網版印 刷程序以供應乳膏狀軟焊料（23‘）’並可對刮除程序採用刮 勺等。 參考圖15，其係採用自動晶片鑲嵌設備，以將光半導 體元件（20)放置在支撐基底（1〇)上’其方式係將電極圖樣 (21)置於凹陷（11)中。採用再流動設備以將支撐基底（10) 加熱至330°C之溫度，並使乳膏狀軟焊料（23)—次熔解並 固化。 依此方式，由於"自動對準結果"，使光半導體元件 (20)之電極圖樣（21)精確地固定在凹陷（11)中’在水平方 向上具有1微米或更低之準確度。換言之’由於熔融態乳 膏狀軟焊料23之表面積變成最小，假若使電極圖樣（21)之 中央對準凹陷’（11)之中央，則光半導體元件（20)會滑動至 使電極圖樣（21)之中央對準凹陷（11)中央之位置。 依此方式，藉由在水平方向上之”自動對準結果’’，及 藉由在垂直方向上於光半導體元件後方表面與支撐基.底間 之"表面-對面接觸”，可將光半導體元件鑲嵌在支撐基 底上，在其間之相互位置上具有良好準確度等級爲1微米 或更低。 笛三個具體實施例 一種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，該元件 具有製自Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au之堆積層之 電極圖樣，且係在其後方表面上製成，該支撐基底具有凹 陷在其頂部表面上製成’並以製自Au-Sn合金層或 3, · 太祕.從尺療谪用中ϋ定炫渔f ΓΝΓ：ς、A4揼技f 7U)乂7Q7々螯) "" ' : II-----(Ί—餐—-——ΐτ----線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 kn A 7 _______B7__ 五、發明説明（1¾ )
Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au之堆積層之電極圖樣做內襯，此方法 係採用乳膏狀軟焊料，以"自動對準結果"爲基礎，使電極 圖樣互相連接，其中由Au-Sn合金層或Cr/Ni /Au或 Ti/Pt/Au之堆積層所製成且係在光半導體元件後方表面製 成之各電極圖樣之中央，係偏離各凹陷之中央，於是被餵 入凹陷中之乳膏狀軟焊料體積之靈活性係被Μ強。 第四次參考圖4，由頂部表面被Si02薄膜（未示出）所 覆蓋之Si板所製成之支撐基底（10)，係具有至少雨個凹陷 (於附圖中爲四個凹陷）（11)及一個以水平方式沿著Si板頂 部表面延伸以容納光纖（未示出）之V型凹槽（12)。各凹陷 (11)之內表面係以製自Au-Sn合金層或Cr/Ni /Au或 Ti/Pt/Au堆積層之電極圖樣（13)做內襯，且電極圖樣（13) 係沿著Si板或支撐基底（20)之頂部表面延伸，以形成多個 電極（U)。以虛線顯示之方形，係說明預定放置光半導體 .元件之位置，其將於稍後討論。 再一次參考圖12，光半導體元件（20)，在此實例中其 第三次爲雷射二極體，其具有電極圖樣（21)，呈類似上文 所討論之方式，參考圖7。但在此具體實施例中，於電極 圖樣（21)間之距離係與凹陷（11)不同。換言之，各電極圖 樣（21)係部份面向各凹陷（11)。電極圖樣（21)之位g係經 選擇在光半導體元件（20)底部表面之邊緣。例如，在電極 圖樣（21)間之距離可經選擇爲280微米，而凹陷（11)間之 距離爲330微米，製成20微米之偏差。 再一次參考圖13，其係將藉由混合Au-Si軟焊料粉末 32 氏版尺度ΐί用中國固^德f CNJn A4#技、 ' -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ---^----^-----------tT----------------- 2150pjf.doc/002 2150pjf.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（1) 與黏性溶劑所製成之乳膏狀軟焊料（23)餵入各凹陷（11)中 ’並將過量（24)自各凹陷（11)之頂部刮除。 參考屬16，係將光半導體元件（20)置於支撐基底上 (10)上。在此具體實施例中，凹陷(11)並未完全被光半導 體元件（20)後方表面上製成之電極圖樣（21)覆蓋。換言之 ，一部份凹陷（11)保持未被光半導體元件（20)後方表面上 製成之電極圖樣（21)覆蓋。因此，此保持未被覆蓋之空間 ，係允許充作供乳膏狀軟焊料用之調節儲槽型式。換言之 ，乳膏狀軟焊料上之短缺可以補償，如圖16中所示，且多 餘之乳膏狀軟焊料可溢流經過留在光半導體元件(20)邊緣 之開口點。 依此方式，對於欲被餵入凹陷（11)中之乳膏狀軟焊料 之體積，允許‘大程度之靈活性。在光半導體元件與支撐基 底之相互幾何位置上之類似準確度等級，可以實現。 第四個具體窗施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中.支撐 基底具有至少兩個藉由至少一個V型凹槽所連接之凹陷， 其係在支撐基底之頂部表面上製成，並以製自Au-Sn合金 層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au堆積層之電極圖樣做內襯.，且該 光半導體元件具有至少兩個在其後方表面上製成之電極圖 樣，其位置係相應於在凹陷中製成之電極圖樣，及具有至 少兩個由Au-Sn軟焊料製成之凸塊，其位置係相應於前述 凹陷，於是使光半導體元件與支撐基底，藉由水平方向上 之"自動'對準結果"及藉由垂直方向上之''表面-對-表面接 33 本紙張尺度適用中國國家樣準i CNS ) A4規格ί 210X297公婊） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 - I . — I 訂-----線--------------! 2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（V) 觸"，互相固定而具有良好準確度等級爲丨微米或更低’旦 過量軟焊料可藉由伴隨著各凹陷之V型凹槽調整，於瘴加 強光半導體兀件與支撐基底之相互位置上之準確度。 參考圖17’由頂部表面被Si〇2薄膜（未示出）所S囊之
Si板所製成之支撐基底（10)，係具有至少兩個凹陷（於附 圖中爲四個凹陷）（11)，其每一個係被至少一個連接凹陷 (11)之V型凹槽（15)(於附圖中爲兩個）連結，及一個以水 平方式沿著Si板頂部表面延伸以容納光纖（未示出） 凹槽（12)。凹陷（11)側面之長度係選自70至110微米之# 圍，且凹陷（11)之深度係選自50至78微米之範圍。V裂凹 槽（15)之舉例寬度爲50微米，V型凹槽（15)之舉例長度爲 100微米，及V型凹槽（15)之舉例深度爲20微米，比凹陷 (11)遠較狹窄。 各凹陷（11)之內表面，係以製自Au-Sn合金層或 Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au堆積層之電極圖樣（13)做內襯，且電 極圖樣（13)係沿著Si板或支撐基底（20)之頂部表面延伸’ 以形成多個電極（14)。在虛線中所示之方形，係顯示預定 放置光半導體元件之位置，其將於稍後討論。 參考圖18，光半導體元件(20)，其在此實例中爲具有 舉例尺寸300-350微米（側面）與100微米（高度）之雷射二極 體，其具有電極圖樣（21)，其每一個爲製自Au-Sn合金層 或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au堆積層之圓圈。在此具體實施例中 ，電極圖樣(21)係在光半導體元件（20)之邊緣製成’結果 是在光半導體元件（20)之角落。由Au-Sn軟焊料所製成之 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ί,-----ί:;Ί 裝---；—丨ir----1¾ 線 (请先閲该f面之法意事項鼻填寫冬 2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（>| ) 凸塊（22)係在各電極圖樣（21)上製成。 參考圖19，係將若干量之Au-Sn軟焊料供應在藉由V型 凹槽（15)連接之凹陷（11)中。在將光半導體元件（20)置於 支撐基底（10)上之後，其方式是將凸塊（22)置於凹陷（11) 中，採用再流動設備以熔解凸塊（22)並使其固化。藉此程 序，由於水平方向上之"自動對準結果"，使光半導體元件 (20)與支撐基底（10)以令人滿意程度之相互幾何準確度爲 1微米或更低加以固定。 參考圖20，若凸塊（22)之高度大於預期，則在光半導 體元件（20)之後表面與支撐基底（10)之頂部表面間保留一 個空間。 但是，參考圖21，在凸塊（22)被一次熔解並固化後， 光半導體元件（20)之底部表面係直接接觸支撐基底（1〇)之 頂部表面。在此熔解程序期間，過量之Au-Sri軟焊料係朝 向V型凹槽（15)溢流。 由於光半導體元件(20)之後方表面係直接接觸支擦基 底（10)之頂部表面，故可在垂直方向上獲得良好準確度， 其條件是光半導體元件（20)光軸之高度係經適當地控制。 前述說明已闡述本發明之第四個具體實施例已成功地 提供一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其可容易 地組裝，於所有方向上均具有令人滿意之準確度等級爲1 微米或更低，而無需大量之時間與勞力，及一種在支撐基 底上鑲嵌光半導體元件之方法，其易於進行，且其最後完 成之準確度在所有方向上均完全令人滿意。欲被餵入凹陷 35 (#先聞讀t面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、tT Φ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 2150pif.doc/002 A7 B7_._ 五、發明説明（3^) 中之軟焊料體積之靈活性，係經改良。 第五個息懺窨施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有在其頂部表面上製成之至少兩個凹陷與一個電極 圖樣，且該光半導體元件具有至少兩個製自Au-Sn軟焊料 之凸塊，其位置係相應於前述凹陷，及一個電極圖樣，其 係在相應於支撐基底頂部表面上製成之電極圖樣之位置製 成。 參考圖22,由頂部表面被Si02薄膜（未示出）所覆蓋之 Si板所製成之支撐基底（10)，係具有至少兩個凹陷（於附 圖中爲四個凹陷）（11)，及一個以水平方式沿著Si板頂部 表面延伸以容納光纖（未示出）之V型凹槽（12)。此外，由 Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au堆積層所製成之方形 電極圖樣（16)，係在支撐基底（10)之頂部表面上製成，其 位置係相應於光半導體元件（20)之中央，其將於稍後討論 。電極圃樣（16)係沿著支撐基底（20)之頂部表面延伸，以 形成電極（17)。可採用真空蒸發程序、金屬鍍敷程序或網 版印刷程序，以產生電極圖樣（16)與電極（17)。 參考圖23，光半導體元件（20)，其在此實例中爲具有 舉例尺寸300-350微米（側面）及100微米（高度）之雷射二極 體，其具有製自Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au堆積 層之方形電極圖樣（25)，在其後方表面上’其位置係相應 於支撐基底（10)頂部表面上製成之方形電極（16) ’及至少 兩個在其後方表面上製成之凸塊（22) ’其位置係相應於各 _36 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部4-央標準局員工消費合作社印製
n 1 n n - n - m - ί ......' It - I -...... - - In In n n n - -ill 1 n I ----I -- -- I I I I 2150pif.doc/G02 A7 B7 五、發明説明（”） 凹陷（π)。 參考圖24，在將若干體積之Au-Sn軟焊料(30)餵至方 形電極圖樣（16)上之後，將光半導體元件（20)置於支撐基 底（10)上，其方式係造成方形電極圖樣（25)接觸Au-Sn軟 焊料（30)，及造成凸塊（22)被放置在各凹陷（11)中。參考 圖8與9，進行前文所述之再流動程序，以一次熔解並固化
Au-Sn軟焊料（30)與凸塊（22)，結果實現"自動對準結果" 。結果，對光半導體元件（20)與支撐基底（1〇)在水平方向 上之相互幾何位置，獲得良好準確度等級爲1微米或更低 〇 第六個具鶼窗施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有至少三個凹陷及至少一個電極圖樣在頂部表面上 製成，及Au-Sn軟焊料團塊經安排在其至少一個電極圖樣 上’且該光半導體元件具有至少一個電極圖樣，其位置係 相應於HI[述支擦基底之電極圖樣，及一'個金屬球經安排在 各凹陷中，以決定光半導體元件底部表面與支撐基底頂部 表面間之垂直距離，且於光半導體元件與支撐基底間相互 位置之準確度’係藉由再流動程序所實現之”自動對準結 果"所決定，於該程序中係使Au-Sn軟焊料團塊一次熔解並 固化。 參考圖25，由頂部表面被Si〇2薄膜（未示出）覆蓋之si 板所製成之支撑基底（10)，係具有至少兩個凹陷（於附圖 中爲四個凹陷）（11) ’及一個以水平方式沿著以板頂部表 37 本纸張尺度適用中國國家棲準（CNS〉A4規格（210X297公釐） ' _ --- (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、π •線- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 B7 五、發明説明（外） 面延伸以容納光纖（未示出）之V型凹槽（12)。此外，至少 一個（在附圖中爲四個）電極圖樣（18)係在電極圖樣（10)之 頂部表面上製成。該至少一個電極圖樣（18)係沿著支撐基 底（10)之頂部表面延伸，以形成電極（19)。可採用真空蒸 發程序、金屬鍍敷程序或網版印刷程序，以產生電極圖樣 (18)與電極（19)。 · 參考圖26，光半導體元件（20)，其在此實例中爲雷射 二極體，其亦具有至少一個（在附圖中爲四個）電極圖樣 (26)於其後方表面上。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考圖27，其係採用真空蒸發程序、金屬鍍敷程序或 網版印刷程序，以餵入若干量之Au-Sn軟焊料（30)於電極 圖樣（18)上，並將具有直徑50至100微米之不銹鋼球（40) 置於各凹陷（11)中。不銹鋼球（40)直徑準確度上之公差爲 0.1微米。採用自動晶片鑲嵌設備，以將光半導體元件 (20)放置在支撐基底（1〇)上’以造成兩個電極圖樣（18)與 (26)互相面對。採用再流動設備以一次熔解及固化Au-Sn 軟焊料團塊（30)，以實現"自動對準結果"，其係對光半導 體元件（20)與支撐基底（1〇)在水平方向上之相互位置’有 效獲得良好程度之準確度。由於凹陷（11)與金屬球（4〇)之 尺寸極端精確，故光半導體元件（20)後方表面與支撐基底 (10) 頂部表面間之距離’亦被精確地決定。 在此具體實施例中應注意的是，支撐基底（10)之凹陷 (11) 並未充作導電路徑’而是一個組件，以對藉由一次熔 解並固化插入兩個電極圖樣（18)與（26)間之Au-Sn軟焊料 _ 38_ __ 本紙張尺度i用中國國家標準（CNS ) A4規格T210x297公釐) " ： " 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 B7 五、發明説明（3^) 團塊（30)，而在水平方向上所獲得之"自動對準結果·’，於 光半導體元件（20)與支撐基底（1〇)之相互幾何方向上取得 良好準確度爲1微米或更低。於垂直方向上之準確度，係 藉由金屬球（40)尺寸上之準確度獲得。 第七個具體實施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有一個底座，此底座之垂直準確度良好，且係在其 頂部表面上製成，及至少一個電極圖樣在其頂部表面上製 成，該光半導體元件具有至少一個電極圖樣，在其後方表 面上製成，及支撐基底之至少一個電極圖樣，係採用Au-Sn軟焊料團塊連接光半導體元件中之相應電極圖樣，於是 垂直準確度係藉由前述底座之尺寸精度決定，且水平準確 度係藉由"自動對準結果"獲得。 參考圖28，係將具有十字形水平形狀且具有100微米 厚度之Si02薄膜（53)，係於具有1.1毫米厚度之Si基底 (50)之頂部表面上製成。 參考圖29，係對Si基底（50)施用藉由採用含有KOH之 蝕刻劑所進行之蝕刻程序。於此程序中，Si02薄膜（53)係 充作蝕刻光罩。藉此程序，在Si基底（50)上製成具有100 微米高度之Si平台之底座（52)。 參考圖30，具有1微米厚度之Ti/Pt/Au堆積層（54)係 選擇性地在具有十字形水平形狀之Si02薄膜（53)上製成。 一種升高程序或CVD程序與蝕刻程序之組合，可採用於此 方法中。 _____39____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r 裝----^----訂----- 2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作·杜印製 五、發明説明（讣）
Ti/Pt/Au層（54)、Si〇2層（53)及Si平台（52)之堆積物 體，係在Si基底（50)之頂部表面上延伸，以形成電極 (52a) ° 在Si基底（50)之頂部表面上，製成至少三個電極圖樣 (55)。 製成V型凹槽（未示出)係爲容納光纖，以連接光半導 體元件，其將於稍後討論。 參考圖31 ’係將焊料球（70)置於各電極圖樣(55)上。 可於此程序中採用鍍敷程序或μ焊料球供應程序”。對此程 序重要的是’使得焊料球（7〇)之高度高於Ti/Pt/Au堆積層 (54)之頂部表面。對此項目的而言，焊料球（7〇)之直徑係 被選擇爲例如120微米。 參考圖32，係在光半導體元件（60)後方表面上製成至 少三個電極圖樣（61)。 參考圖33，係採用自動晶片鑲嵌設備，以將光半導體 元件（60)放置在焊料球（70)上，其方式係使各電極圖樣 (61)在其中電極圖樣（55)與（61)互相面對之位置，接觸各 焊料球（70)。 參考圖34與35，係採用再流動設備，以熔解焊料球 (70) °由於熔融態焊料球（70)之表面張力所造成之"自動 對準結果”，光半導體元件（60)係在水平方向上滑動，造 成電極圖樣（55)與(61)精確地互相對準。接著，使焊料球 (70)之溫度慢慢地降低。當溫度降至20(rc時，在此溫度 下’熔融態焊料球（70)開始固化，將光半導體元件（60)下 --_ 40 -氏張尺度適用中國國家檩準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讀先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) ----------------^,'Ύ^----^----ΐτ-------------------- 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 2150pif.doc/D02 A7 _B7 _ 五、發明説明（巧） 壓以造成熔融態焊料球（70)變形。由於Ti/Pt/Au層（54)、 Si〇2層（53)及Si平台（52)之堆積物體之高度係精確地在Si -基底（50)之頂部表面上調整，故光半導體元件（60)之光軸 或活性層之高度，可正確地製成與光纖核芯相同，該光纖 核芯係預定與光半導體元件（60)連接。 雖然附圖並未顯示，但Si基底（50)係具有沿著其頂部 表面製成之V型凹槽，以容納預定被連接之光纖。 結果，對於光半導體元件（60)與支撐基底（50)之相互 幾何位置，獲得良好準確度等級爲1微米或更低，此係由 於在水平方向上之"自動對準結果"，及由於Ti/Pt/Au層 (54)、Si02層（53)及Si平台（52)之堆積物體在垂直方向上 之精確高度所致。 第八個具體實施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有至少三個凹陷，於其每一個之中製成一個電極圖 樣，以容納焊料球及在其頂部表面上製成之Ti/Pt/Au堆積 層，且該光半導體元件具有電極圖樣在其後方表面上，其 位置係相應於前述被安排在凹陷中所製成之電極圖樣上之 焊料球，於是垂直準確度係藉由前述底座之尺寸準確度決 定，而水平準確度係藉由"自動對準結果"獲得。 參考圖36與37，係在Si基底（50)中製成具有1〇〇微米深 度之至少三個（於附圖中爲四個）凹陷（56)。可採用一種採 用含有Κ0Η之蝕刻劑之蝕刻程序。電極圖樣（55)係在各凹 陷（56)之底部製成，以容納焊料球（70)於其上。具有十字 ____41 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 2150pif.doc/002 A7 2150pif.doc/002 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（夺） 形水平形狀之Ti/Pt/Au堆積層（54)係在Si基底（50)之頂部 表面上製成。Ti/Pt/Au堆積層（54)係沿著Si基底（50)之頂 部表面延伸，以形成電極（54a)。 至少三個（於附圖中爲四個）電極圖樣（61)係在光半導 體元件（60)之後方表面上製成。 將焊料球（70)置於各電極圖樣（55)上。可，於此程序中 採用鍍敷程序或"焊料球供應程序”。對此程序重要的是， 使得焊料球（70)之高度高於Ti/Pt/Au堆積層（54)之頂部表 面。 採用自動晶片鑲嵌設備，以將在光半導體元件（6〇)後 方表面上製成之電極圖樣（61)，放置在已置於各凹陷（56) 中之焊料球（70)上，其方式是使電極圖樣（61)接觸焊料球 (70)。採用再流動設備，以熔解焊料球（70)。由於熔融態 焊料球（70)之表面張力所造成之"自動對準結果"，光半導 體元件（60)係在水平方向上滑動，造成電極圖樣（55)與 (61)精確地互相對準。接著，使焊料球（70)之溫度慢慢地 降低。當溫度降至200 C時’在此溫度下，熔融態焊料球 (70)開始固化’將光半導體元件（60)下壓以造成熔融態焊 料球（70)變形。由於Ti/Pt/Au層（54)、Si〇2層（53)及Si平 台（52)之堆積物體之高度係精確地在Si基底（5〇)之頂部表 面上調整，故光半導體元件（60)之光軸或活性層之高度， 可正確地製成與光纖核芯相同，該光纖核芯係預定與光半 導體元件（60)連接。 雖然附圖並未顯示，但Si基底（50)係具有沿著其頂部 42 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ~~' ' -— I.---------、.1 裝---^----訂----- /\. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 _______B7 五、發明説明（M) 表面製成之v型凹槽’以容納預定被連接之光纖。 第九個息德啻施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有十字形金屬底座，此底座之垂直準確度良好，且 係在其頂部表面上製成，及至少一個電極圖樣在其頂部表 面上製成’且該光半導體元件具有至少一個電極圖樣在其 後方表面上，及至少一個在支撐基底頂部表面上製成之電 極圖樣’係採用藉由"焊料塊方法"所製成之Au-Sn焊料塊 ，連接在光半導體元件後方表面上製成之相應電極圖樣， 於是垂直準確度係藉由前述底座之尺寸精度獲得，而水平 準確度係藉由自動對準結果"獲得。 參考圖38，具有0.1微米厚度並具有十字形水平形狀（ 在此附圖中，十字形之橫截面係顯示爲小矩形，其係插入 另一個矩形（52a)之間）之Ti/Pt堆積層（53a)，係在具有大 約1毫米厚度之Si基底（50)上製成。周時，具有〇.1微米厚 度之至少一個Ti/Pt堆積層（52a)，係在Si基底（50)上製成 。Si基底（50)之其餘部份係被具有120微米厚度之光阻層 (71)覆蓋。 參考圖39，係進行鍍敷程序以在Si基底（50)上產生Au 層。在移除光阻層（71)後，將Au層向下拋光以產生由Au製 成之金屬底座（53) ’且其具有十字形水平形狀且具有例如 100微米之厚度，及至少一個（於附圖中爲兩個）具有厚度 例如100微米之Au電極圖樣（52)。 參考圖40，在將至少一個（在附圖中爲兩個）電極圖樣 _43_._^_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝_ 訂 曹 2150pif.doc/002 A7 B7 五、發明説明（料） (61)於光半導體元件（在此具體實施例中爲雷射二極體 )(60)之後方表面上製成後，將製自含有如超過一般Au-Sn 軟焊料之Au-Sn軟焊料之焊料塊（70) ’在電極圖樣（61)上 製成。採用自動晶片鑲嵌設備’以將光半導體元件（60)放 置在支撐基底（50)上，其方式係使焊料塊（70)插入電極圖 樣（52)與（61)之間。 1 參考圖41與42，採用再流動設備以熔解焊料塊（7〇)。 在此程序期.間.，使Au電極圖樣（52)與焊料塊（70)形成合金 ，以產生含有比例爲8 : 2之Au與Sn之Au-Sn軟焊料。結果 ，獲得"自動對準結果"，以使光半導體元件（60)在水平方 向上滑動，而造成電極圖樣（52a)與（61)在水平方向上精 確地互相對準。 使溫度慢慢地降低，並在溫度降至大約200°c時’將 光半導體元件（60)下壓。由於十字形底座（53)與（53a)之 高度係經精確地控制，故光半導體元件（60)之光軸之高度 ，係正確地被製成，而與欲連接該光半導體元件之光纖相 同。十字形形底座（53)與（53a)係沿著Si支撐基底（50)之 頂部表面延伸，以形成電極。 雖然附圖並未顯示，但Si基底（50)係具有於其上製成 之V型凹槽，以容納光纖。 結果，對於光半導體元件（6〇)與支撐基底（50)之相互 幾何位置，獲得良好準確度等級爲1微米或更低’此係由 於在水平方向上之”自動對準結果"，及由於金屬底座（53) 與（53a)在垂直方向上之精確高度所致。 ^ __J4______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
'IT 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 B7 五、發明説明（屮） 第+個具镰眚施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有矩形銅底座，此底座之垂直準確度良好，且係在 其頂部表面上製成，及至少兩個電極圖樣在其頂部表面上 製成，以及至少兩個Au-Sn焊料塊於其上製成之至少兩個 電極圖樣上製成，且該光半導體元件具有至少<雨個電極圖 樣在其後方表面上，及在支撐基底上製成之電極圖樣，係 採用藉由"焊料塊方法"於電極圖樣上製成之Au-Sn焊料塊 ，連接在光半導體元件上製成之相應電極圖樣，於是垂直 準確度係藉由前述銅底座之尺寸精度獲得，而水平準確度 係藉由"自動對準結果"獲得。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 (请先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考圖43，具有矩形及至少一個製自Ti/Pt/Au或 Cr/Ni/Au堆積層或Au-Sn合金層之電極圖樣（52c)之塡隙物 (57)，係在具有1毫米厚度之Si基底（50)上製成。塡隙物 (57)與電極圖樣（52c)之舉例厚度，係爲1微米。參考圖44 ，Au-Sn焊料塊（70)係在各電極圖樣（52c)上製成。Au-Sn 焊料塊（70)之舉例高度係爲12〇微米。"焊料塊方法π可用 以產生Au-Sn焊料塊（70)。採用自動晶片鑲嵌設備’以將 矩形底座（72)放置在塡隙物（57)上。矩形底座（72)爲例如 Cu之金屬板，其具有例如35〇微米之長度（此長度幾乎相同 於其相應之光半導體元件（50)之長度）’例如200微米之寬 度及例如100微米之厚度’且其上方與下方兩側面係以藉 由鍍敷程序或其類似方法所製成而具有0.5-1微米厚度之 焊料層（72a)做內襯。 _ 45 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 2150pif.d〇c/002 A7 B7______ 五、發明説明（Η·"1·) 參考圖45，其係採用自動晶片鑲嵌設備’以將後方表 面上具有電極圖樣（61)與矩形塡隙物（61a)之光半導體元； 件（60)，放置在支撐基底（50)上，其方式係使焊料塊（7〇) 插入電極圖樣（52c)與（61)之間。電極圖樣（61)與矩形塡 隙物（61&)係由1^/?〖"11或(：1'/1^/八11堆積層或八11-311合金層 製成。 參考圖46與47，其係採用再流動設備以熔解焊料塊 (70)與焊料層（72a)。藉此程序，造成電極圖樣（61)與 (52c)在水平方向上藉由"自動對準結果"而對準。 使溫度慢慢地降低，並在溫度降至大約2〇〇°C時，將 光半導體元件（60)下壓。由於矩形底座（72)之高度係針對 支撐基底（50)之頂部位階精確地控制’故光半導體元件 (60)之光軸之高度，係正確地被製成’而與欲連接該光半 導體元件之光纖相同。 雖然附圖並未顯示，但Si基底（50)係具有於其上製成 之V型凹槽，以容納光纖。 結果，對於光半導體元件（6〇)與支撐基底（5〇)之相互 幾何位置，獲得良好準確度等級爲1微米或更低’此係由 於在水平方向上之"自動對準結果"，及由於金屬底座（72) 在垂直方向上之精確筒度所致。 第十一個息镰窗施例 一種根據本發明第十個具體實施例之光半導體元件與 支撐基底之合成單元，其中係將單一矩形底座以多個圓盤 底座取代。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _ 46_____ 2150pif.doc/002 2150pif.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 ______B7 五、發明説明（β ) 參考圖48與49 ’係將構成根據第十個具體實施例且示 於圖46與47之光半導體元件與支撐基底之合成單元之矩形 塡隙物（57)及以矩形焊料層（72a)做內襯之矩形底座（72) ，以四個圓盤塡隙物（57a)及以四個圓盤焊料層（72c)做內 襯之四個圓盤底座（72b)取代。在半導體元件（6〇)後方表 面上製成之矩形塡隙物（6la)亦被四個圓盤塡隙物（62)取 代。此結構之其他構件以及其功能與結果，均與第十個具 體實施例相同。 第+二個具骼管施例 一種根據本發明第十個具體實施例之光半導體元件與 支撐基底之合成單元，其中係將單一矩形底座以製自金屬 線或具有圓形橫截面之棒塊之圓圈取代。 參考圖50與51 ’係將構成根據第十個具體實施例且示 於圖46與47之光半導體元件與支撐基底之合成單元之矩形 塡隙物（57)及以矩形焊料層（72a)做內襯之矩形底座（72) ’以具有雙圓圈水平形狀之塡隙物（57b)及具有直徑大約 300微米之圓圈（74)取代，該圓圈係由金屬線或具有圓形 橫截面之棒塊（74)所製成，其直徑大約100微米，該具有 圓形橫截面之棒塊係以焊料層（74a)做內襯，或該具有圓 形橫截面之棒塊（74)係被圓形焊料層（74a)覆蓋。在光半 導體元件（60)後方表面上製成之矩形塡隙物（61a)係被具 有圓圈水平形狀之塡隙物（67a)取代。其他構件以及其功 能與結果，均與第十個具體實施例相同。 第十三個真骼啻施例 ___47 __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝_ 訂 章 2150pif.d〇c/002 A7 B7_____ 五、發明説明（件） 一種根據本發明第十二個具體實施例之光半導體元件 與支撐基底之合成單元’其中光半導體元件缺乏在其後方 表面上製成之塡隙物’此塡隙物係用來與藉由金屬線製成 而以焊料層做內襯之圓圈接觸。 參考圖52與53，係將光半導體元件（60)後方表面上製 成之塡隙物（62a)免除。換言之’由金屬線製成而以焊料 層（74a)做內襯之圓圈（74)，係直接與光半導體元件（60) 之後方表面接觸。此結構之其他構件以及其功能與結果均 與第十個具體實施例相同。根據此具體實施例之光半導體 元件與支撐基底之合成單元，係預定被採用在其中光半導 體元件之後方表面不需要連接由金屬線所製成而以焊料層 (74a)做內襯之圓圏（74)之情況中。 第+四個具镰窨施例 一種根據第十三個具體實施例之光半導體元件與支撐 基底之合成單元，其中光半導體元件與支撐基底缺乏個別 在光半導體元件之後方表面上及在支撐基底之頂部表面上 製成之塡隙物。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考圖54與55，在光半導體元件（60)後方表面上製成 之塡隙物62a及在支撐基底（50)上製成之電極圖樣（57b)係 被免除。由金屬線製成之圓圈（74)並未被焊料層（74a)覆 蓋。由金屬線製成且其並未被焊料層（74a)覆蓋之圓圈 (74)，係直接接觸光半導體元件（60)之後方表面及支撐基 底（50)之頂部表面。此結構之其他構件以及其功能與結果 ，均與第十個具體實施例相同。根據此具體實施例之光半 _____ 48_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0乂297公釐） —一 2150pif.doc/002 A7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 五、發明説明（^) 導體元件與支撐基底之合成單元，係預定被採用在其中光 半導體元件之後方表面不需要連接由金屬線所製成之圓圈 (74)且支撐基底之頂部表面不需要連接由金屬線所製成之 圓圈（74)之情況中。 第十五個县镰窗施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有至少三個通孔，在垂直於支撐基底之頂部與後方 表面之方向上穿透支撐基底，電極圖樣，其每一個均具有 在支撐基底上製成之一個通孔以圍繞各通孔，及焊料塊， 其每一個均具有在各電極圖樣上製成之通孔，且該光半導 體元件係具有至少三個電極圖樣在其後方表面上製成，其 位置係相應於該通孔，於是藉由支撐基底之電極圖樣所形 成之每一個及各焊料塊，係藉由使得通孔之內部形成真空 而連接，且光半導體元件之各電極圖樣係由於"對準結果" 而精確地對準光半導體元件之各電極圖樣。 參考圖56，其係進行真空蒸發程序或鍍敷程序，以在 具有大約1毫米厚度之Si基底（80)上製成Au-Sn層或 Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au堆積層。採用一種放電切削程序，以 使Au-Sn層或Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au堆積層構圖，形成至少 三個具有直徑大約50微米之環形電極圖樣（82)。在此等附 圖中，環形電極圖樣之數目係呈現四個。進行蝕刻程序以 產生至少三個通孔（81)，其每一個係對準各環形電極圖樣 (82” 參考圖57，係將Au-Sn焊料塊（30)置於各環形電極圖 49 3 nn '"I 1- - - - -- i I IN I— I n //1.-. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T -¾ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 2150pif.doc/002 A7 B7______ 五、發明説明（补） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 樣（82)上。Au-Sn焊料塊（3〇)係爲具有厚度大約30微米之 圓盤。將被限制在各通孔（81)中之空氣抽至真空，以使 Au-Sn焊料塊（30)向下拉向環形電極圖樣（82)。由於通孔 (81)與Au-Sn焊料塊（30)已精確地製成，故Au-Sn焊料塊 (30)係固定至環形電極圖樣（82)，並具有精確相互位置。 參考圖58，在將具有Au-Sn電極圖樣(61)於其後方表 面上之光半導體元件（60)置於Au-Sn焊料塊（30)上之後， 進行再流動程序以一次熔解並固化Au-Sn焊料塊（30)。由 於"自動對準結果"，故光半導體元件（60)之各電極圖樣 (61)及支撐基底（80)之各環形電極圖樣（82)，係精確地對 準。換言之，由於熔融態Au-Sn焊料塊（30)之表面積在其 中上方與下方電極圖樣（61)與（82)對準之位置下變成最小 ，故光半導體元件（60)之各電極圖樣（61)與支撐基底（80) 之各環形電極圖樣（82)係精確地互相對準。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 如上文所述，光半導體元件（60)與支撐基底（80)之相 互幾何位置，係藉由水平方向上之”自動對準結果"，及藉 由垂直方向上在通孔中採用真空，拉取Au-Sn焊料塊（3〇) 朝向支撐基底（80)之作用，而被精確地調整。結果，光半 導體元件光軸之中央可對準欲連接光半導體元件之光纖之 中央。其誤差係被調整爲1微米或更低。 雖然附圖並未顯示，但支撐基底（80)係具有沿著其頂 部表面製成之V型凹槽，以容納預定與光半導體元件（6〇) 連接之光纖。 第十六個具镰啻施例 50 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 2150pif.doc/002 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 _ 五、發明説明（Ψ1) 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有兩個表面，其係藉由具有垂直表面之階層分隔， 且係互相平行，支撐基底之兩個頂部表面之下方者，具有 矩形凹陷，其較長側面係垂直於該階層之垂直表面，且其 具有至少兩個於其中製成之電極圖樣，及至少兩個在凹陷 中製成之各電極圖樣上製成之凸塊，支撐基底之兩個表面 中較高者具有v型凹槽以容納光纖，此v型凹槽係垂直於該 階層之垂直表面，且該光半導體元件具有至少兩個電極圖 樣在其後方表面上製成，於是光半導體元件與支撐基底係 互相固定並具有良好準確度等級，其係藉由在水平方向上 經由一次熔解並固化插入上方與下方電極圖樣中之焊料塊 所獲得之”自動對準結果π，及藉由較高與較低表面之高度 上之精確差異而達成。 參考圖59與60，鈾刻具有厚度大約1毫米之Si基底 (90)之一部份頂部表面，以製造被具有垂直表面之階層 (93)所分隔且互相平行之兩個表面（91)與（92)。將一種採 用含有KOH蝕刻劑之蝕刻程序’施用至表面（91) ’以在si 基底（90)中產生矩形凹陷’其長度爲200微米，其寬度爲 70-100微米且其深度爲50-70微米’及其縱向側面係垂直 於階層（93)之垂直側面。至少兩個由Au-Sn層或Ti/Pt/Au 或Cr/Ni/Au堆積層製成之電極圖樣（96)(在附圖中電極圖 樣之數目係爲兩個），係在矩形凹陷（94)之底部表面製成 。電極圖樣（96)係延伸至表面（91)上製成之電極（97)(參 閱圖60)。再一次將一種採用KOH蝕刻劑之蝕刻程序施用至 ________51___：-— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） L---------^ Τ 裝-- /..1..、 (諸先调讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 2150pif.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（棉） 表面（92)，以在Si基底（90)中產生V型凹槽（95)。欲用以 容納光纖（未示出）之V型凹槽（95)之軸’係對準矩形凹陷 (94)之軸。 參考圖61，光半導體元件（在此實例中爲雷射二極體 )(100)係具有至少兩個由Au-Sn層或Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au堆 積層製成之電極圖樣（101)(在附圖中之電極圖樣之數目爲 兩個）在其後方表面上。可採用真空蒸發程序或鍍敷程序 ，以產生電極圖樣（101)。雷射二極體之舉例尺寸爲300-350微米（L)、300-350微米（W)及 100微米(H)。 於各電極圖樣（101)上製成焊料塊（102)，其係由例如 含有80%Au與20%Sn並具有熔解溫度280°C之Au-Sn軟焊料 所製成。焊料塊（102)之舉例高度爲60微米。 參考圖62，採用自動晶片鑲嵌設備，以將光半導體元 件（100)放置在支撐基底（90)上，其位置係以光半導體元 件（100)覆蓋矩形凹陷（94)。 參考圖63，係將其上具有光半導體元件（100)之支撐 基底（90)置於傾斜底座（110)上。藉由光半導體元件（100) 之自身重量，以附圖中所示箭頭之方向，滑向支撐基底 (90)之階層（93)。藉此程序，造成光半導體元件（100)之 光軸與欲連接光半導體元件（100)之光纖之光軸對準。允 許採用額外重量，以造成促使光半導體元件（100)沿著附 圖中所示之箭頭朝向階層（93)。 參考圖64，採用再流動設備以將被光半導體元件 (100)連接之支撐基底（90)加熱至例如330°C之溫度。結果 _^____52_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） i----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150pif.doc/002 A7 ___ _B7_ ___ 五、發明説明（^) ，使焊料塊（102)熔解以獲得"自動對準結果"。換言之， 由於熔融態焊料塊之表面張力，光半導體元件（100)係在 水平方向上滑動，而造成電極圖樣（101)對準電極圖樣 (96) 〇 . . 附帶地，光半導體元件（100)之後方表面，係藉由光 半導體元件（100)後方表面與支撐基底（90)頂部表面（90) 間之表面-對-表面接觸，而固定至支撐基底（90)之頂部表 面。 結果，藉由此具體實施例之方法，將光半導體元件 (100)鑲嵌在支撐基底（90)上，其方式係使光半導體元件 (100)之光軸對準欲連接光學半導體元件（100)之光纖之光 軸，具有準確度爲1微米或更低。 第十七個具體眚施例 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中支撐 基底具有一個矩形凹陷，其具有至少兩個在其中製成之電 極圖樣，及至少兩個在凹陷中製成之兩個電極圖樣中之每 一個之上所製成之凸塊，兩個凸出部份於其上沿著垂直於 凹陷之縱向側面之線條排列，凸出部份之表面與凹陷之表 面係彼此接近，且V型凹槽係容納光纖，V型凹槽之中心線 係對準凹陷之中心線，且該光半導體元件具有至少兩個電 極圖樣在其後方表面上製成，於是光半導體元件與支撐基 底係互相固定並具有良好準確度等級，其係藉由在水平方 向上經由一次熔解並固化插入上方與下方電極圖樣中之焊 料塊所獲得之"自動對準結果”，及藉由較高與較低表面之 53_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 •豐 2150pif.doc/002 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（Ρ) , 高度上之精確差異而達成。 參考圖65，根據此具體實施例之光半導體元件與支撐 基底之合成單元之支撐基底<ll〇a)，具有單一頂部表面 (91a)，且該單一頂部表面（91a)具有兩個凸出部份（97) ’ 其係用以容納光半導體元件（100)(在此實例中爲雷射二極 體）。雖然用以分隔根據第十七個具體實施例之光半導體 元件與支撐基底之合成單元之支撐基底（90)兩個表面（91) 與（92)之階層（93)之高度，係被限制爲低於光半導體元件 (100)光軸之高度，但在根據此具體實施例之光半導體元 件與支撐基底之合成單元之支撐基底（110a)上製成之凸出 部份(97)之高度，係完全自由。 此結構之其他構件以及其功能與結果，係與第十七個 具體實施例相同。 由於採用藉由含有KOH之蝕刻劑所進行之蝕刻程序， 故欲在支撐基底（90)上製成之V型凹槽（95)及矩形凹陷 (94)之形狀，係爲V形。若採用其他蝕刻程序，譬如利用 CC14、CF4等之乾蝕刻程序，貝UV型凹槽（95)與矩形凹陷 (94)之形狀變成矩形。在進行"焊料塊方法”之矩形凹陷之 數目，並未被限制爲一。若焊料塊之數目大於二，則矩形 凹陷之數目可選擇爲二或更多。當然可鑲嵌在一個側面上 與光纖連接之雷射二極體，及在另一個側面上連接至另一 個光纖之光二極體之組合，此雷射二極體與光二極體之組 合係被安排在單一支撐基底上。 前述說明已闡述本發明已成功地提供多種光半導體元 ________54____ 張尺度適用中國ΐ家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' (諳先Μ讀背面之注意事項再填寫本育) 裝· 、1Τ 章 2150pif.doc/002 ΑΊ 2150pif.doc/002 ΑΊ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 _ 五、發明説明（ΓΙ ) 件與支撐基底之合成單元，其可容易地組裝，而於所有方 向上均具有令人滿意程度之準確度，而無需大量之時間與 勞力，及多種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，此 等方法易於進行，且其最後完成之準確度在所有方向上均 完全令人滿意。 雖然本發明已參照特定具體實施例加以描述，其中例 如光半導體元件係限制於雷射二極體，但此項描述並不意 欲被解釋爲限制意義。換言之，被組裝在光半導體元件與 支撐基底之合成單元中之光半導體元件，可爲發光二極體 或光二極體，其通常具有垂直於光半導體元件層之光軸。 在根據第一個至第六個具體實施例之光半導體元件ρ支撐 基底之合成單元之支撐基底上製成之凹陷形狀，可爲具有 多邊形底部之角錐、圓錐、圓柱體或具有方形橫截面之柱 狀物。 根據本發明第十個或第十一個具體實施例之光半導體 元件與支撐基底之合成單元之底座形狀，並不限於矩形或 圓圈。根據第十一個具體實施例之光半導體元件與支撐基 底之合成單元之圓形底座數目，並不限於四。根據第十個 、第十一個、第十二個或第十三個具體實施例之光半導體 元件與支撐基底之合成單元之底座，未必鍍敷軟焊料。根 據第十二個、第十三個或第十四個具體實施例之光半導體 元件與支撐基底之合成單元之底座形狀，並不限於圓形環 。其可爲三角形、矩形或L-形。根據第十五個具體實施例 之光半導體元件與支撐基底之合成單元之通孔形狀，並不 ；__—__55___ 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .(詩先闆讀背面之注意事項弄填寫本頁) ---.---------l,i---— -^----tr-------------------- 2150pjfd〇G€02 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（女2) 限於圓圈。其可爲多邊形。欲被採用以獲得''自動對準結 果"之軟焊料，不需要受限於Au-Sn軟焊料。對其之要求條 件爲在熔融狀態下之大的表面張力程度，及在金屬之固化 / 狀態下之大的導電率程度。本發明所揭示之具體實施例以 及其他具體實施例之各種修正，對熟諳此藝者而言，在參 考本發明之說明後，將顯而易見。因此，預斯隨文所附之 申請專利範圍將涵蓋落在本發明真實範圍內之任何此種修 正或具體實施例。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 _56 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
Claims (1)
- 須請委員明示，本案後是否變更原實質内容 三日期88/3/25 經濟部中夬揉隼馬員工消費合阼ii印敦 2150PIF1.D0C/002 勸6114341號卿T範圍修正本 六、申請專利範圍 1. 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中該 支撐基底具有至少兩個在其頂部表面上製成並以電極圖樣 做內襯之凹陷’及一個沿著其頂部表面製成之凹槽，且 該光半導體元件具有至少兩個在其後方表面上製成之 電極圖樣，其位置係相應於在該凹陷中製成之電極圖樣， 及至少兩個焊料塊經安排在其後方表面上製成之電極圖樣 上， 於是該光半導體元件與支撐基底，係在將各該焊料塊 置於各該凹陷中之後，藉由一次熔解並固化該焊料塊而互 相固定。 2. —種在支撑基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 將經安排在該光半導體元件後方表面上製成之各電極 .圖樣上之各焊料塊，放置在該支撐基底頂部表面上製成之 各凹陷中之步驟，及 熔解該焊料塊並固化該焊料塊以固定該光半導體元件 與該支撐基底之步驟。 3. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括·· 在該支撐基底之頂部表面上製成之各凹陷中餵入乳膏 狀軟焊料之步驟， ' 刮除過量該乳膏狀軟焊料之步驟’ 將在該光半導體元件後方表面上製成之各電極圖樣放 置在被餵入該凹陷中之乳膏狀軟焊料上之步驟’及 57 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） i 0. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)須請委員明示，本案後是否變更原實質内容 三日期88/3/25 經濟部中夬揉隼馬員工消費合阼ii印敦 2150PIF1.D0C/002 勸6114341號卿T範圍修正本 六、申請專利範圍 1. 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中該 支撐基底具有至少兩個在其頂部表面上製成並以電極圖樣 做內襯之凹陷’及一個沿著其頂部表面製成之凹槽，且 該光半導體元件具有至少兩個在其後方表面上製成之 電極圖樣，其位置係相應於在該凹陷中製成之電極圖樣， 及至少兩個焊料塊經安排在其後方表面上製成之電極圖樣 上， 於是該光半導體元件與支撐基底，係在將各該焊料塊 置於各該凹陷中之後，藉由一次熔解並固化該焊料塊而互 相固定。 2. —種在支撑基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 將經安排在該光半導體元件後方表面上製成之各電極 .圖樣上之各焊料塊，放置在該支撐基底頂部表面上製成之 各凹陷中之步驟，及 熔解該焊料塊並固化該焊料塊以固定該光半導體元件 與該支撐基底之步驟。 3. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括·· 在該支撐基底之頂部表面上製成之各凹陷中餵入乳膏 狀軟焊料之步驟， ' 刮除過量該乳膏狀軟焊料之步驟’ 將在該光半導體元件後方表面上製成之各電極圖樣放 置在被餵入該凹陷中之乳膏狀軟焊料上之步驟’及 57 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） i 0. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)ABCD 2150PIF1.D0C/002 六、申請專利範圍 熔解該乳膏狀軟焊料並固化該乳膏狀軟焊料以固定該 光半導體元件與該支撐基底之步驟。 (请先閱讀背而之注意事項存填寫本頁) 4. 根據申請專利範圍第3項在支撐基底上鑲嵌光半導體 元件之方法，其中該電極圖樣之位置係偏離其相應凹陷之 位置。 5. 根據申請專利範圍第1項之光半導體元件與支撐基底 之合成單元，其中該至少兩個凹陷係連接至少一個沿著該 支撐基底之頂部表面延伸之凹槽。 6. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中 該支撐基底具有在其頂部表面上製成之至少兩個凹陷 及至少一個電極圖樣，及一個沿著其頂部表面製成之凹 槽，以及經安排在該至少一個電極圖樣上之軟焊料團塊， 且 ， 該光半導體元件具有至少一個在其後方表面上製成之 電極圖樣，其位置係相應於在該凹陷中製成之電極圖樣， 及至少兩個在其後方表面上製成之凸塊， 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 於是該光半導體元件與該支撐基底，係在將各該凸塊 置於各該凹陷中之後，藉由一次熔解及固化該軟焊料團塊 而互相固定。 7. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 將軟焊料團塊安排在該支撐基底頂部表面上製成之至 少一個電極圖樣中之每一個上之步驟， 將該光半導體元件放置在該支撐基底上之步驟，以將 58 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 2150PIF1.D0C/002 2150PIF1.D0C/002 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 C8 D8 六、申請專利範圍 S亥光半導體兀件後方表面上製成之至少兩個凸塊中之每一 個’放置在該支撐基底頂部表面上製成之至少兩個凹陷之 每一個中，及將在該光半導體元件後方表面上製成之至少 一個電極圖樣，放置在該軟焊料團塊上，及 熔解該凸塊且固化該凸塊以固定該光半導體元件與該 支撐基底之步驟。 8.—種光半導體元件與支撐基底之合成單元，其中 該支撐基底具有在其頂部表面上製成之至少三個凹陷 及至少一個電極圖樣，及一個沿著其頂部表面製成之凹 槽，以及經安排在其頂部表面上製成之至少一個電極圖樣 上之軟焊料團塊，且 該光半導體元件具有在其後方表面上製成之至少一個 電極圖樣，其位置係相應於在該支撐基底頂部表面上製成 之電極圖樣，其進一步包含： 經安排在各該凹陷中之金屬球， 於是在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉 由一次熔解並固化該軟焊料團塊，使該光半導體元件與該 支撐基底互相固定。 9_ 一種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 將金屬球安排在該支撐基底頂部表面上製成之至少三 個凹陷之每一個中之步驟， 將軟焊料團塊安排在該支撐基底頂部表面上製成.之至 少一個電極圖樣之每一個上之步驟， 59 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) - - .,’J I I 111 n I n ^ n 11 n . ! 線 c請先閲讀背命之注意等項存填寫本頁) 2150PIF1.DX/002 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 將該光半導體元件放置在該支撐基底上以使至少一個 電極圖樣置於該軟焊料團塊上之歩驟，及 熔解並固化該軟焊料團塊以固定該光半導體元件與該 支撐基底之步驟。 10. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元’ 其中該支撐基底具有一個在其頂部表面上製成之底 座，及至少一個在其頂部表面上製成之電極圖樣，及一個 沿著其頂部表面製成以容納光纖之凹槽，以及至少一個軟 焊料團塊，經安排在該至少一個於其上製成之電極圖樣 上，且 該光半導體元件具有至少一個在其後方表面上製成之 電極圖樣，其位置係相應於在該支撐基底上製成之至少一 個電極圖樣， 於是在將光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉由 一次熔解並固化該軟焊料團塊，使該光半導體元件與該支 撐基底互相固定。 11. 一種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 將軟焊料團塊安排在該支撐基底頂部表面上製成之至 少一個電極圖樣上之步驟，於該基底上已產生一個底座， 將該光半導體元件放置在該支撐基底上之步驟’以將 在該光半導體元件後方表面上製成之至少一個電極圖樣放 置在各該軟焊料團塊上，及 熔解該軟焊料團塊並下壓該光半導體元件’直到該光 60 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公疫） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150PIF1 .D0C/002 A8 B8 §__ 六、申請專利範圍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 半導體元件之後方表面接觸該底座之頂部表面爲止，及使 該軟焊料團塊固化，以固定該光半導體元件與該支撐基底 之步驟。 12. 根據申請專利範圍第10項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元，其中該底座之水平形狀爲十字形。 13. 根據申請專利範圍第10或12項之光半導體元件與支 撐基底之合成單元，其中該底座爲Ti/Pt/Au層、Si02層及 Si層之堆積物體。 14. 一種光半導體元件與支撐基底之合成單元， 其中該支撐基底具有至少三個凹陷，其每一個底部表 面係被電極圖樣覆蓋，電極圖樣係在該支撐基底之頂部表 面上製成，及軟焊料團塊係被安排在該電極圖樣上，該電 極圖樣係覆蓋該支撐基底中所製成之凹陷之底部表面，且 該光半導體元件具有至少三個在其後方表面上製成之 電極圖樣， 於是在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉 由一次熔解並固化該軟焊料團塊，使該光半導體元件與該 支撐基底互相固定。 經濟部中央榇準局員工消費合作社印装 15. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 將軟焊料團塊安排在至少三個凹陷中製成之各電極圖 樣上之步驟，該凹陷係在該支撐基底中製成，於1該支撐基 底上已產生Ti/Pt/Au之堆積層， 將該光半導體元件放置在該支撐基底上之步驟，以在 61 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐） — 2150PIF1.D0C/002 _g88 __ 六、申請專利範圍 各該軟焊料團塊上放置至少三個電極圖樣，及 在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，熔解該 軟焊料團塊並下壓該光半導體元件，且固化該軟焊料團塊 以固定該光半導體元件與該支撐基底之步驟。 16.根據申請專利範圍第14項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元，其進一步包含一個插入該光半導體元件與 該支撐基底間之金屬層。 Π. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元， 其中該支撐基底具有一個金屬底座及至少一個在其頂 部表面上製成之電極圖樣，且 該光半導體元件具有至少一個在其後方表面上製成之 電極圖樣，及至少一個在其後方表面上製成之電極圖樣上 製成之凸塊， 於是在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉 由一次熔解並固化該凸塊，使該光半導體元件與該支撐基 底互相固定。 18. 根據申請專利範圍第17項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元，其中該金屬底座之水平形狀爲十字形。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 19. 根據申請專利範圍第Π項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元，其中該金屬底座爲具有十字形水平形狀之 Ti/Pt/Au之堆積層。 20. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括.： 在支撐基底之頂部表面上製造一個金屬底座及至少一 62 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） 2150PIF1.DOC/002 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 個電極圖樣之步驟， 在該光半導體元件之後方表面上製造至少一個電極圖 樣之步驟， 在該光半導體元件後方表面上製成之至少一個電極圖 樣上製造至少一個凸塊之步驟，及 在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，熔解該 至少一個凸塊並使該至少一個凸塊固化，以固定該光半導 體元件與該支撐基底之步驟。 21. 根據申請專利範圍第17項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元，其中該金屬底座爲具有矩形水平形狀之銅 板，且在該支撐基底頂部表面上製成之電極圖樣之數目及 在各該電極圖樣上製成之凸塊數目，係爲至少二。 22. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方祛，其包 括： 將頂部與後方表面被軟焊料薄膜覆蓋之矩形銅板，放 置在該支撐基底之頂部表面上，及放置至少兩個電極圖樣 之步驟’ 在該支撐基底上製成之兩個電極圖樣之每一個上製造 至少兩個凸塊之步驟，及 將在該光半導體元件後方表面上製成之至少兩個電極 圖樣中之每一個，及在該光半導體元件後方表面上製成之 一個矩形電極圖樣，個別放置在該支撐基底上製成之至少 兩個凸塊中之每一個及該矩形銅板上之步驟’及 熔解該至少兩個凸塊並固化該至少兩個凸塊之步驟。 63 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150PIF1.D0C/002 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 23. 根據申請專利範圍第Π項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元’其中該金屬底座爲四個金屬圓盤之組合， 且在該支撐基底頂部表面上製成之電極圖樣數目，及在各 該電極圖樣上製成之凸塊數目，係爲四。 24. 根據申請專利範圍第17項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元’其中該金屬底座爲由軟焊料做內襯之金屬 線所製成之圓圈，該由軟焊料做內襯之金屬線所製成之圓 圈係插入一個在該光半導體元件後方表面上製成之圓形電 極圖樣與另一個在該支撐基底上製成之圓形電極圖樣之 間，且在該支撐基底頂部表面上製成之電極圖樣數目，及 在各該電極圖樣上製成之凸塊數目，係爲四。 25. 根據申請專利範圍第17項之光半導體元件與支撐基 底之合成單元，其中該金屬底座爲由軟焊料所覆蓋之金屬 線所製成之圓圈，一個圓形電極圖樣係插入由軟焊料做內 襯之金屬線所製成之圓圈與該支撐基底之間，且在該支撐 基底頂部表面上製成之電極圖樣數目，及在各該電極圖樣 上製成之凸塊數目，係爲四。 26. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元， 其中該支撐基底具有由金屬線所製成且被安排在其頂 部表面上之圓形金屬底座，及四個在其頂部表面上製成之 電極圖樣，以及在該四個電極圖樣上製成之四個凸塊，且 該光半導體元件具有四個在其後方表面上製成之電極 圖樣，其位置係相應於在該支撐基底頂部表面上製成之四 個電極圖樣中之每一個， 64 1 _ · _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂- # |線_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2150PIF1.D0C/002 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 於是在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉 由一次熔解並固化該凸塊，使該光半導體元件與該支撐基 底互相固定。 27. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元， 其中該支撐基底具有至少三個通孔，在垂直於其頂部 與後方表面之方向上穿透該支撐基底，製造電極圖樣以圍 繞各該通孔之頂端，及放置焊料塊以覆蓋各該通孔，且 該光半導體元件具有至少三個在其後方表面上製成之 電極圖樣，其位置係相應於該至少三個通孔， 於是在將該光半導體元件置於該支撐棊底上之後，藉 由一次熔解並固化該凸塊，使該光半導體元件與該支撐基 底互相固定。 28. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方祛，其包 括·· 放置至少三個焊料塊以覆蓋各電極圖樣之步驟，該電 極圖樣係被製成以圍繞被製成穿透該支撐基底之各通孔頂 丄山朗， . . 抽取被限制在該通孔中之空氣之步驟， 放置該光半導體元件，以該光半導體元件後方表面上 製成之各電極圖樣覆蓋各該焊料塊之步驟，及 熔解並固化該焊料塊之步驟。 29. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元.， 其中該支撐基底具有兩個頂部表面，其係被一個具有 垂直表面之階層分隔，且其係互相平行， 65 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2150PIF1.DOC/002 A8 B8 §__ 六、申請專利範圍 該兩個頂部表面之較低者具有一個凹陷，其係在垂直 於該階層之垂直表面之方向上延伸，並具有至少兩個在該 凹陷中製成之電極圖樣，及至少兩個在各該電極圖樣上製 成之凸塊， 該兩個頂部表面之較高者具有一個凹槽以容納光纖， 該凹槽係垂直於該階層之垂直表面，且該光半導體元件具 有至少兩個在其後方表面上製成之電極圖樣， 於是在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉 由一次熔解並固化該凸塊，使該光半導體元件與該支撐基 底互相固定。 30. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括： 製造一個階層以使該支撐基底之頂部表面分隔成兩個 表面之步驟，該表面之位階係彼此不同且其係互相平行， 在垂直於該階層之方向上製造沿著該下方表面延伸之 凹陷之步驟， 在該凹陷之底部上製造至少兩個電極圖樣之步驟， 在各該電極圖樣上製造凸塊之步驟， 在該較高表面上製造凹陷之步驟，該凹陷係對準在該 下方表面上製成之凹陷， 在該光半導體元件之後方表面上製造至少兩個電極圖 樣之步驟’其位置係相應於在該凹陷之底部上製成之各該 電極圖樣， 將在該光半導體元件之後方表面上製成之電極圖樣， 66 本紙張尺皮適用中國國家樣隼（CNS ) A4規格（2丨〇><297公嫠) --— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 A 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 2150PIF1.DOC/002 B! C8 D8 _ 六、申請專利範圍 放置在該凹陷中製成之電極圖樣上之步驟， 促使該光半導體元件朝向該階層之垂直表面之步驟， 及 一次熔解並固化該凸塊之步驟。 31. —種光半導體元件與支撐基底之合成單元， 其中該支撐基底具有一個矩形凹陷，其具有至少兩個 於其中製成之電極圖樣，及在該兩個電極圖樣之每一個上 製成之至少兩個凸塊， 於其上沿著垂直於該凹陷之縱向側面之線條排列之兩 個凸出部份，及一個容納光纖之凹槽，該凹槽之中心線係 對準中央，此中央係對準該凹陷， 該光半導體元件具有至少兩個在其後方表面上製成之 電極圖樣， 於是在將該光半導體元件置於該支撐基底上之後，藉 由一次熔解並固化該凸塊，使該光半導體元件與該支撐基 底互相固定。 32. —種在支撐基底上鑲嵌光半導體元件之方法，其包 括. 在該支撐基底之頂部表面上製造一對凸出部份之步 驟， 在垂直於連接該兩個凸出部份之線條之方向上製造沿 著該支撐基底之頂部表面延伸之矩形凹陷之步驟， 在該凹陷之底部上製造至少兩個電極圖樣之步驟， 在各該電極圖樣上製造凸塊之步驟， 67 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~ ' ~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、1T 2150PIF1.DOC/002 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 在該支撐基底之頂部表面上製造凹陷之步驟，該凹陷 係對準該矩形凹陷， 在該光半導體元件之後方表面上製造至少兩個電極圖 樣之步驟，其位置係相應於在該矩形凹陷之底部上製成之 各該電極圖樣， 將該光半導體元件後方表面上製成之電極圖樣放置在 該凹陷中製成之電極圖樣上之步驟， 促使該光半導體元件朝向該凸出部份對之步驟， 及一次熔解並固化該凸塊之步驟。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I 68 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |