TW479375B - Light-emitting thyristor array - Google Patents

Description

479375 五、發明說明（1) 技術領3 :::係關於發5閘流體矩陣陣列，尤其是關於在交叉 =貫現不會發生電性短路之布線配置的發 光閘流體矩陣陣列。 技術背i 在使用於光學式印表機的穹 — .^ 」馬入頭的發光兀件陣列，一般 係使用發光二極體（LED)。在佶田a τ π ^ 长使用如此之LED的發光元件陣 列中，LED的配列間隙係藉由刼綠4立人丄^ m —* m 由打線接合法的界限間隙所決 疋，其界限為500dpi (像素/吋# 一 — .^ _ 一 々果7寸），若咼密度地配置LED，則 無法長：面發光元件陣列的解析度。 為解決此等之問題，本案申請人提出有使用pnpn構造的 3¾子發光閉流體的發光元件陣列的方案，並且已獲得專 =(日本專利第2 8 0 7 9 1 0號）。又，該專利的内容，係為包 含於本案之内容内者。 根據該專利之技術，係將以基板作為共通之陰極的3端 子發光閘流體陣列，每n個（n為2以上的整數）發光閘流體 予以塊化，將各方塊内的n個發光閘流體的閘極分別與分 別獨立之η條閘極選擇線連接，且將各方塊内的n個發光閘 二體的陽極與共通之電極連接。藉此，由於可減少供應發 光用信號的電極數，因而可減小發光元件的配列間隙。 圖1為在上述之專利說明書中揭示之發光閘流體矩陣陣 列的構造示意圖。在η型半導體基板上，形成有依序由^型 半導體層24、ρ型半導體層23、η型半導體層22及ρ型半導 體層21堆疊構成的ρηρη構造的發光閘流體ΤΙ、Τ2、

9〇1〇1753.ptd 第5頁 479375 五、發明說明（2) T3、…。每2個發光閘流體被塊化組合，各方塊的發光閘 流體的閘極（gl、g2) 、（g3、g4)、…，分別交錯與閘極 選擇線Gl、G2連接，各方塊的發光閘流體的陽極（al、&2) 、（a3、a4)、…，分別與陽極端子M、A2、A3、···連 接。在基板之背面則設有陰極κ。 圖2為圖i之發光閘流體矩陣陣列的立體圖。由該圖應可 理解來自閘極g2、g4、...的布線L2、u、...與閘極 G2交叉。 圖3係為發光閘流體矩陣陣列的俯視圖，是將搭接銲墊 (BP)配置於發光閘流體陣列的兩側的一例。在圖中， BP(A1) 、BP ( A2 )、BP(A ^ m ^ ) ·表示端子A1、A2、A3、… 用的格接鮮墊，BP(Gi) s d p r r 〇 \ ± 田的π 4立力日# 、 ） BP(G2)表示閘極選擇線Gl、G2 用的格接銲墊。B 1、R ?、r q 士 予以塊化。 3、···表示將每2個發光閘流體 圖4及圖5係為將搭接错執 ，圖5為將搭接錄閘極選擇線的反對側的 的

例，圖5為將搭接銲墊 ^ ^ J 在圖3至圖5中清楚地方^虽選擇線側的一例。 定會有交叉布線之布線配置情：。：墊的配置如何，-分，兩布線間不可有電性 /、產生。在父叉布線之部 發明之楹壬 口。 本發明之目的在於提供 陣列中，使之無電性連接 本發明係將以基板作為 種在上述習知發光閘流體矩陣 的父又布線的構造。 共通之陰極或陽極的3端子發光

五、發明說明（3) --—-- 2，體陣列，母n個（n為2以上的整數）發光閘流體予以塊 ?各方塊内的11個發光閘流體的閘極分別與獨立之n條 I 5 f擇線連接’且將各方塊内的n個發光閘流體的陽極 ^ =亟1、八通^之個端子連接的發光閘流體矩陣陣列。 根據第1形悲，係藉由2層之布線構造來實現使之無電性 紐路之交叉布線的布線配置者。 、 朽ί本务明之第2形態，係藉由將上述發光閘流體的問 ΐ作為下交叉布線來實現使之無電性短路之交叉布線的布 線配置者。 配t ί t毛明之第3形態，使搭接鲜塾與發光閘流體的的 -彳万向平行，且，配列於發光閘流體的單側，藉由將與 光，流體分離的島狀電極作為下交又布線，來實現 2上述搭接銲墊之連接係為與上述之閘極選擇線呈交又的 布線配置者。 酡：：ί ΐ明之第4形態，使搭接銲墊與發光閘流體的的 _外万向平行，且，配列於發光閘流體的單側， 環 ^ ΐ述發光閘流體的發光部周圍的閘極作為下交^布線， 銲塾之布線係為與上述之閘極選擇線呈 配：ί i i明之第5形態’使搭接銲墊與發光閘流體的的 行，且’配列於發光閘流體的單側，藉由將設 於上述叙光閘流體的發光部周圍’電性 之布線係為鱼上抒、+ 0日nil摆綠3 1 L接知墊 Θ /、上述之閘極遠擇線呈父又的布線配置者。

μ又，上述之5種之各形態，也可適用於將陽極或陰極遠 於選擇線的發光閘流體矩陣陣列。 以下’參照圖式說明本發明之發光閘流體矩陣陣列 施例。 只 (實施例1) 0 6 ,、、、員示使之無電性短路地交叉布線用的2層布線構造。 根據該2層布線構造，係在基板1上設有氧化矽（Si02)構成 的基層絕緣膜2，在基層絕緣膜2上形成有鋁（A 1 )構成的第 1層布π線3與第2層布線5。在第1層布線3與第2層布線5之 間’"又有氧化矽構成的層間絕緣膜4，第2層布線5被氧化 石夕構成的保護絕緣膜所覆被。 上述之2層布線構造係依照如下之步驟所製造而成。首 先’在基板1上全面形成基層絕緣膜2。其次，在基層絕緣 膜2上形成第1層布線3。再者，在構造全面形成層間絕緣 膜4 °再者’在層間絕緣膜4上形成第2層布線5。最後，在 構造全面形成保護絕緣膜6。 Χ ’在使第1層布線3，與在形成2層布線構造以前形成 的電極及布線有必要進行電性連接之部分，預先在基層絕 緣膜2形成接觸孔，還有，在使第1層布線3，與第2層布線 5有必要進行電性連接之部分，在層間絕緣膜4上形成接觸 孑L 〇 如上述之2層布線構造，係在如圖2所示之發光閘流體矩 陣陣列中’也可適用於使布線LI、L2、L3、…為第1層布

五、發明說明（5) 線3，使閘極選擇線G]、「 (實施例2) 2為第2層布線5之布線配置。 在本實施例申，為# ^ 發光閘流體之際形忐二現交叉布線配置，係將製作單一 $ 做為無電性連接之六w的俯視圖。 閘極gl、g2、g3、·：二：線用的構造，使發光閘流體的 予以採用。換言之，=、士 ，將擴張出之閛極作為下交又 G1、G2沿垂直之方向磨2圣相對於4 1構成的閘極選擇線 觸孔1 0與閘極選擇後延伸，閘極在布線交又部經由接 要連接之部分接。在使閉極與閘極選擇線沒有必 具備上述如此之〇:線部製作接觸孔。 依照如下之步驟所f :先開流體矩陣陣列的製作，係 層_構造的半導d;首：陽fj導體基板1上積 P型半導體層上，將該最上層人=於最上層的 蝕刻使閘極芦眼交Φ 曰的P生+ V體層的一部分予以 去，、隹一臼* J出’在曝露出的閘極層上製作閘極。爯 再者，：Ξiΐ;:孔使】台面構造將絕緣膜成膜。 線丄最後，在半ί:;::背製作閘極選擇 不需ϊϊϊ;，ΐ與單一之發光閉流體製作製程相同，並 置而另設其他製程。 待㈣特有的父叉布線配 以：Γ交又布線’由於利用發光間流體的閉極， 、、早-之發光閉流體製作製程完全相同的製程，可實現 90101753.ptd 第9頁 479375 五、發明說明（6) 具備交叉布線配置之發光閘流體矩陣陣列 在本實施例中，與採用2層布線構造的實施例1相比較， 由於不會增加製作製程，因而，可製作便宜的發光閘流體 矩陣陣列。還有，與必須要有2層布線構造用的布線形成 區域的實施例1相比較，可減少矩陣陣列之必要面積。因 此’由於在每一晶圓的發光閘流體矩陣陣列晶片的取得數 的增加，可實現製造成本的下降。 (實施例3 ) 曰本實施例，尤其是在圖5之說明，適用於將全部之搭接 銲墊配置於發光閘流體陣列之單側的發光閘流體矩陣陣 列。如此之將全部之搭接銲墊配置於發光閘流體陣列之 側的理由，係使發光閘流體矩陣陣列的晶片佔有面積減 少可實現每一晶片的製造成本的降低化。 —本貝施例，在如此之構造之發光閘流體矩陣陣列中， 藉由布線將閘極選擇線連接至搭接銲墊的情形，由血 發=流體形成製程相同之製程，可實現無電性短路之交 又布線構造。 圖為本實施例之發光閘流體矩陣陣列之示意圖。 又，圖8為俯視圖，圖9為沿圖Rx_y線的剖面圖。 在發光閑流體T2m3之間，及在發光閘流體了4抓之 間“刀別形成由發光閘流體分離之閘極島3〇，纟閘極島Μ Γ-ΪΙίΐί 〇 ^ .G2 乂 並被I長，其經由設於絕緣層上的接觸孔34，盥 閘極選擇線G1或G2電性逵接。與 屯Γ生連接。閘極3 2的搭接銲塾側的一

479375 五、發明說明（7) 端，係經由設於絕緣層上的接觸孔3 5而與A 1布線3 6電性連 接，A1布線36則與搭接銲墊BP(G1)或BP(G2)電性連接。藉 此，將與發光閘流體分離形成之閘極，作為下交叉布線來 實現交叉布線配置。 如上述之構造的發光閘流體矩陣陣列，係依照如下之步 驟所製造而成。首先，在η型半導體基板1上積層依序由η 型半導體層24、ρ型半導體層23、η型半導體層22及ρ蜇半 導體層21構成的ρηρη構造。其次，將陽極ai、a2、 a3、…，製作於最上層的p型半導體層21上，將該最上層 的p型半導體層2 1的一部分予以钮刻使^型半導體層2 2 (閘 極層）曝露出，在曝露出的閘極層2 2上製作閘極3 2。再 者，進行蝕刻將台面構造的發光閘流體T1、Τ2、Τ3、··.及 閘極島3 0分離’將絕緣膜2 〇全面膜被於構造上。再者，在 絕緣膜20製作接觸孔34、35，並製作閘極選擇線G1、g2， A1布線36及搭接銲墊bp。最後，在基板1的背面製作陰極 38 〇 上述之製程，係與單一之發光閘流體製作製程相同，並 不需要為了實現發光閘流體矩陣陣列的特有的交叉布線配 置而另設其他製程。 曰f以t之構造中，雖在閘極島的閘極層上形成有閘極， 、疋/、要在被分離的島上形成閘極即可。例如，對在最 上層之陽極層上形成閘極，及在分離溝渠的底部形成閘極 還有在以上之構造中，雖有將閘極作業下交叉布線予

第11頁 479375 五、發明說明（8) 以使用，但是，使用陽極層上的陽極也是可以。在此情 形，也與閘極相同，只要在分離島上形成陽極即可。 在將形成於陽極層上的陽極作為下交叉布線予以使用的 情形’在布線下側會寄生有閘流體。為防止該寄生閘流體 的發生，如圖1〇所示，也可利用A1布線36構成使陽極4〇與 閘極4 2短路的構造。 在以上之構造中，雖有將下交叉布線形成於發光閘流體 人T3間、及T4與T5間，但是，在任意的τ(n )與T( n +丨）之 間也皆可形成。 、☆還有在以上之構造中，雖有將搭接銲墊相對於發光閘 ▲體配置於閘極選擇線G丨、G2的反對側，但是，對閘極選 擇線G1、G2侧的配置，可利用下交又布線將對搭接銲墊的 布線引出閘極選擇線G 1、G 2的外側來予以實現。 根據本貝；^例，可輕易地將所有的搭接銲墊配置於發光 閘流體陣列的單側。藉此，可減少發光閘流體矩陣陣列晶 片的佔有面積，可實現每一晶片之製造成本的減低化。由 於可以與單一發光閘流體之形成製程相同的製程，來實現 將所有的搭接知墊配置於發光閘流體陣列的單側之際發生 的交又布線配置，與必須要有2層布線構造的實施例1相比 較，可減少製造成本。 (實施例4) 與κ施例3相同’係為適用於將全部之搭接鮮墊配置於 陣列之單側的發光閘流體矩陣陣列的另一構造的實施例。 圖11顯示該構造的俯視圖。在該構造中，將閘極21、g2

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第12頁 479375 五、發明說明（9) 、g3、…環饒發光閘流體的發光部44的周圍。閘極gi、g2 、g3、…與閘極選擇線g 1或G2連接的構造，與實施例3相 同。閘極選擇線G1、G2與搭接銲墊bp(gi)、bp(G2)的連 接，係將搭接銲墊經接觸孔4 6連接於環繞發光部4 4的閘極 部分而予以實現者。換言之，將發光閘流體了2的閘極g2連 接至搭接銲墊BP(G2)，將發光閘流體Τ5的閘極g5連接至搭 接銲墊BP(G1 )。 在以上之實施例中，環繞發光部4 4的閘極部分的形狀， 可為一部分打開狀的形狀，也可呈完全環繞發光部44的形 狀。 (實施例5 ) 與實施例3、4相同，係為適用於將全部之搭接銲墊配置 於發光閘流體陣列之單側的發光閘流體矩陣陣列的再一構 造的實施例。圖1 2顯示該構造的俯視圖。在該構造中，係 將發光閘流體之閘極挾持住發光部4 4，分成搭接銲墊側之 部分與閘極選擇線G1及G 2側之部分。此等2閘極部分係通 過基層的閘極層而予以電性連接。 圖1 2中’閘極部分5 〇係經由接觸孔與搭接銲墊b p ( 〇 1 )連 接’由於閘極部分52係經由接觸孔與閘極選擇線G1連接， 因而搭接銲墊BP(G1)與閘極選擇線G1電性連接。相同 地，搭接銲墊BP(G2)與閘極選擇線G2電性連接。藉由上 述構造’可將來自用於G1及G2的搭接銲墊信號通過9閘極 層’可傳遞至閘極選擇線G1及G2。 在該構造中，與設有分離之閘極島的實施例3相比較，

9010175^ τ 第13頁 47^3/^

五、發明說明（10) (可實容二製作高分解能發先閉流體矩陣陣列。 在實施例1至5中，雖有針對^r0 矩陣陣列地構造予以二:：適發光閘流體 , ^, / pe兄Λ仁疋，本發明也可適用於將陽 和或陰極連接於遠擇線的發光閘流體矩陣陣列。圖丨3顯示 將陽極連接於選擇線的發光閘流體矩陣陣列。 發光閘流體ΤΙ、Τ2、Τ3、…，係使每2個發光閘流體予 以組合化’各組合之發光閘流體的陽極（M、a2) 、（a3、 端子G1、G2、G3、···連接。 又’對於熟悉該項技術者，也可將上述之實施例1至4之 構造適用於圖1 3的發光閘流體矩陣陣列。 a4)、…分別與陽極選擇線A1、A2交錯連接，將各组 發光閘流體的閘極（gl、g2) 、（g3、g4)、…分別與閘極 羞上之利用可能性 根據本發明，在藉由將每n個發光閘流體予以塊化，將 閘極選擇線共通於每一各方塊，且在每一各方塊將陽極或 陰極予以共通地電性連接的類型的發光閘流體矩陣陣列 中，可實現無電性短路的交叉布線的構造。 ^件編號之說明 1 η型半導體基板 2 基層絕緣膜 3 第1層布線 4 層間絕緣膜 5 第2層布線

9〇1〇n53.ptd 第14頁 479375 五、發明說明（11) 6 10 21 22 23 24 30 32 34 35 36 38 40 42 44 46 50、b2 a 1、a2 A1、A2 B1 、B2 保護絕緣膜 接觸孔 P型半導體層 η型半導體層 Ρ型半導體層 η型半導體層 閘極島 閘極 接觸孔 接觸孔 A 1布線 陰極 陽極 閘極 發光部 接觸孔 閘極部分 a3 A3 B3 、 · · · BP(A1 ) BP(G1 ) gl、g2 G1 、G2 BP(A2) 、 BP(A3) BP(G2) g3 陽極 陽極端子 方塊 搭接銲墊 搭接銲墊 閘極 閘極選擇線

90101753.ptd 第15頁 479375 五、發明說明（12) L1、L2、L3、··· 布線 ΤΙ、T2、T3、… 發光閘流體 90101753.ptd 第16頁 /j I式簡單說明 圖1為習知之發光閘流體矩 ^ 圖2為圖1之發光閘流體矩列的構-不思圖。 圖3係為發光閘流體矩陣陣 配置於發光閘流體矩陣陣列的俯視圖，是將搭接銲塾 圖4為顯示將搭接銲墊則的一例的示意圖。 光閘流體矩陣陣列的俯視圖/?極選擇線的反對側的發 圖5為顯示將搭接銲墊配置 體的俯視圖。 於閑極選擇線側的發光閘流 圖6為顯示2層布線構造的圖。 圖7為顯示將電極作為下交 視圖。 帝線予以利用之構造的俯 圖8為顯示將被分離之島上的 利用之構造的俯視圖。 和作為下交又布線予以 圖9為/σ圖8之線的剖面圖。 圖1 0為顯^ 利用之構造的剖：：：i的陽極作為下交叉布線予以 ，1 1，顯不將環繞發光閘流體 下父叉布線予 I先邛周圍的閘極作為 圖12為顯^利用之構造的俯視圖。 為下父又布線 運接的2個閘極部分作 圖13為d利用之構造的俯視圖。 的俯視圖，將陽極與選擇線連接的發光㈣體矩陣^

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 ·、種發光閘流體矩陣陣列，其係將以基板作為共通之 二ΐ或陽極的3端子發光閘流體陣列中，每η個U為2以上 辦數）發光閘流體予以塊化，將各方塊内的η個發光閘流 恭^閘極分別與11條閘極選擇線連接，且將各方塊内的η個 =f閘流體的陽極或陰極與共通之一個端子連接者，其特 被為： 、 =由2層之布線構造，來實現使之無電性短路發生之交 又布線的布線配置者。 2· 一種發光閘流體矩陣陣列，其係將以基板作為共通之 ==或陽極的3端子發光閘流體陣列中，每n個（n為2以上 發光閘流體予以塊化，將各方塊内的n個發光閘流 ^ 虽或陰極分別與η條陽極選擇線或陰極選擇線連 接，且將各方塊内的η個發光閘流體的閘極與共通之一個 端子連接者，其特徵為： 、之1U 藉由2層之布線構造，來實現使之無電性短路發生之交 叉布線的布線配置者。 3· — f發光閘流體矩陣陣列，其係將以基板作為共通之 丢2或陽極的3端子發光閘流體陣列中，每n個（n為2以上 Ϊ 發、光閘流體予以塊化，將各方塊内的η個發光閘流 體的閘極为別與η條閘極選擇線連接，且將各方塊内的η個 發光閘流體的陽極或陰極與共通之端子連接者，其特徵 為： 藉由將上述發光閘流體的閘極作為下交又布線，來實現 使之無電性短路發生之交叉布線的布線配置者。 、

   479375 六、申請專利範圍 4 · 一種發光閘流體矩陣陣列，其係將以基板作為共 陰極或陽極的3端子發光閘流體陣列中，每^個（n為2'以^之 的整數）發光閘流體予以塊化，將各方塊内個發 體的陽極或陰極分別與n條陽極選擇線或陰極選擇x線甲凊 接，且將各方塊内的η個發光閘流體的閉政々 端子連接者，其特徵為： /、，、通之一個 藉由將上述發光閘流體的陽極或陰極作為下交 來實現使之無電性短路發生之交又布線的布線=線， 5. -種發光閘流體矩陣陣列，其係將 。 陰極或陽極的3端子發光間流體陣列 2共通之 的整數）發光閘流體予以塊化，將 U為2以上 體的閘極分別與η條閘極選擇線連，Α ^ η個發光閘流 發光閘流體的陽極或陰極斑； 方塊内的η個 徵為： 、通之1個端子連接者，其特固 配列 使搭接銲墊與發光閘流體的的 於發光閘流體的單側， -歹]方向平行，且， 藉由將與上述發光閘流體分 布線，來實現對上述搭接銲墊之右上的電極作為下交又 交叉的布線配置者。 為與上述閘極選擇線呈 6·如申請專利範圍第5項之發 ^ 與上述發光閘流體分離之島上^閑k體矩陣陣列，其中 陰極者。 勺電極’係為間極、陽極或 交又布線時，使上述陽極

   90101753.ptd 7·如申請專利範圍第6項之發 在使用陽極或陰極以作為上 閘流體矩陣陣列，苴 479375 六、申請專利範圍 或陰極與同一島上的閘極短路。 8 · —種發光閘流體矩陣陣列，其係將以基板作為共通之 陰極或陽極的3端子發光閘流體陣列中，每個（為 的整數）發光閑流體予以塊化，將各方塊:的„(個:2光V； 體的閘極分別與η條閘極選擇線連接，且將各方塊内的n個 發光閘流體的％極或陰極與共通之1個端子連接者，其特 徵為： 八 使格接銲墊與發光閘流體的的配列方向平行，且，配列 於發光閘流體的單側， 藉由將環繞上述發光閘流體的發光部周圍的閘極作為下 交叉布線，來實現對上述搭接銲墊之布線與上述之閘極選 擇線呈交叉的布線配置者。 9 · 一種發光閘流體矩陣陣列，其係將以基板作為共通之 陰極或陽極的3端子發光閘流體陣列中，每n個（n為2以上 的整數）發光閘流體予以塊化，將各方塊内的〇個發光閘流 體的閘極分別與η條閘極選擇線連接，且將各方塊内的^個 發光閘流體的陽極或陰極與共通之1個端子連接者，其特 徵為： ” 使搭接銲墊與發光閘流體的的配列方向平行，且，配列 於發光閘流體的單側， 藉由將設於上述發光閘流體的發光部周圍，電性連接下 側的閘極層的2個閘極部分作為下交叉布線，來實現對上 述格接銲墊之布線與上述之間極選擇線呈交叉的布線配置 者0

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   1 Ο · —種發光閘流體矩陣陣 之陰極或陽極的3端子發光閘 上的整數）發光閘流體予以塊 流體的陽極或陰極分別與η條 接’且將各方塊内的η個發光 子連接者，其特徵為： 列，其係將以基板作為共通 流體陣列中，每η個（η為2以 化’將各方塊内的η個發光閘 1%極選擇線或陰極選擇線連 閘流體的閘極與共通之1個端 使搭接銲墊與發光閘流體的的配列方向平行，且，配 於發光閘流體的單側， Ζ歹 藉由將與上述發光閘流體分離的島上的電極作為下交叉 布線’來實現對上述搭接銲墊之布線與上述之陽極選$線 或陰極選擇線呈交叉的布線配置者。 、' Π ·如申請專利範圍第1 〇項之發光閘流體矩陣陣列，其 中與上述發光閘流體分離之島上之電極，係為閘極、陽極 1 2·如申請專利範圍第11項之發光閘流體矩陣陣列，其 中在使用陽極或陰極以作為上述下交叉布線時，使上述陽 極或陰極與同一島上的閘極短路。

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