專利名稱：化合物半導(dǎo)體防靜電方法及具防靜電能力的倒裝片半導(dǎo)體組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化合物半導(dǎo)體的防靜電方法及防靜電保護(hù)裝置，并涉及具靜電放電保護(hù)能力的發(fā)光半導(dǎo)體組件。
背景技術(shù)：
化合物半導(dǎo)體(包括無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物半導(dǎo)體)組件常用作發(fā)光組件等使用，其與其它電子組件同樣需要面對(duì)靜電問題。一般而言，化合物半導(dǎo)體組件常并聯(lián)齊納二極管(Zener diode)或肖特基二極管(Schottky-Barrier diode)作為抗靜電的措施，并還可串聯(lián)一濾波電路等方式以抗靜電。
近年來(lái)，III-V族化合物半導(dǎo)體材料因在光電與微波組件方面的潛力而吸引大量注目，特別是含III-V族氮化物的半導(dǎo)體材料，如氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)及氮化銦鎵(InGaN)等半導(dǎo)體組件。但是由于氮化物沒有自然生成的同質(zhì)基板，一直以外延生長(zhǎng)晶體(epitaxy)生產(chǎn)，造成外延生長(zhǎng)晶體層中有高密度的缺陷，以致于抗靜電能力低下。
如圖5A所示，一種氮化物組件以齊納二極管并聯(lián)一倒裝片(flip-chip)半導(dǎo)體作為防止靜電放電破壞的電路的示意圖。請(qǐng)參考圖5A，為防止倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)D1在操作時(shí)因靜電放電而使其結(jié)構(gòu)本身受到破壞，一齊納二極管D2被加入與倒裝片半導(dǎo)體D1并聯(lián)，如此得到防止靜電放電破壞之效。當(dāng)正常順向偏壓施加于倒裝片半導(dǎo)體D1的兩端V+與V-時(shí)，一順向電流產(chǎn)生于倒裝片半導(dǎo)體的P與N接面上，此時(shí)倒裝片半導(dǎo)體正常發(fā)光。
當(dāng)有異常電壓或靜電產(chǎn)生時(shí)，此過高的電壓便可經(jīng)由在崩潰區(qū)工作的齊納二極管放電，其中放電路徑經(jīng)過齊納二極管而不經(jīng)過倒裝片半導(dǎo)體，因此倒裝片半導(dǎo)體不會(huì)被異常電壓或高靜電破壞，倒裝片半導(dǎo)體也因此不會(huì)有不可回復(fù)的傷害而無(wú)法工作。
圖6為圖5A的具有齊納二極管的倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)剖面圖；如圖所示，半導(dǎo)體部份40包含一基板45、第一摻雜型摻雜氮化鎵(GaN)48、第二摻雜型摻雜氮化鎵(GaN)43及電極，保護(hù)部份41(為一齊納二極管)則包含第一摻雜型摻雜硅(如N型)46、第二摻雜型摻雜硅(如P++型)47及金屬層。其中，球型區(qū)域?yàn)楹稿a，第二摻雜型摻雜硅電性耦接至第一摻雜型摻雜層48，而第一摻雜型摻雜硅電性則耦接至第二摻雜型摻雜層43。
在正常操作下，一順向偏壓作用于V+與V-之間，使電流從第一摻雜型摻雜層48流過第二摻雜型摻雜層43，而所產(chǎn)生的光則經(jīng)由透明基板45發(fā)出。當(dāng)有異常電壓或靜電產(chǎn)生時(shí)，沿第二摻雜型摻雜硅(P++)47與第二摻雜型46摻雜硅構(gòu)成一放電路徑，使電荷不通過該被保護(hù)的半導(dǎo)體部份。
雖然上述結(jié)構(gòu)可達(dá)防止靜電放電破壞而保護(hù)半導(dǎo)體部份之效，但是此種結(jié)構(gòu)在工藝上卻很難制作。再者，因齊納二極管在順偏時(shí)有漏電流較大的問題并且外加電路有成本上升制作困難的問題，故利用其作為防止靜電放電的零組件并不盡理想。
而本案發(fā)明人等從1990年代就開始從事發(fā)光組件、激光組件的研究(請(qǐng)參見TW551777，TW530425，TW502457，TW502438，TW496000，TW495999等中國(guó)臺(tái)灣專利)以及發(fā)光二極管肖特基組件、表面漏電流等的研究(請(qǐng)參見US6225200，US6197667，US60877022等美國(guó)專利)對(duì)于過電壓以及靜電保護(hù)組件方面也有一些成果(請(qǐng)參見TW510569，TW200416975，TW200410908等中國(guó)臺(tái)灣專利)，有鑒于硅半導(dǎo)體中過電壓及防靜電保護(hù)措施已經(jīng)完備，但是對(duì)于單片型(monolithic)發(fā)光二極管組件而言并不是那么成熟，往往在靜電的突襲之下許多發(fā)光二極管半導(dǎo)組件都會(huì)損壞，造成問題，目前雖然有許多的倒裝片組件上可以將發(fā)光二極管組件并聯(lián)反向二極管或是并聯(lián)一個(gè)背對(duì)背肖特基二極管或是一個(gè)齊鈉二極管等等都已經(jīng)揭示，但該等作法皆必須加入額外組件以行并聯(lián)，也會(huì)有較大漏電流的問題。因此，化合物半導(dǎo)體組件的有效過電壓及防靜電保護(hù)措施確有提出的必要性。
本案發(fā)明人亦長(zhǎng)久致力于導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)組件方面的研究，由于導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容包括如半導(dǎo)體30/絕緣層31/半導(dǎo)體32(SIS)，如圖1A所示，或是包括金屬層33/絕緣層34/半導(dǎo)體32(MIS)如圖1B所示，或是包括金屬層33/絕緣層34/金屬層33(MIM)，如圖1C所示，等結(jié)構(gòu)在微波集成電路中極為普遍，用于匹配、濾波、隔直流等，電容值可到十幾pF如果以蜂巢結(jié)構(gòu)其電容值可更大。如圖1繪示，導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容的剖面結(jié)構(gòu)，電容值由上下導(dǎo)電層的重迭面積、介質(zhì)的等效電介質(zhì)常數(shù)和厚度決定。常用的上半導(dǎo)體層30(如圖1A)可以用化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積倒裝片硅或是多晶硅并摻雜硫磷或硼砷等原子完成，其中間為絕緣層31，其下為半導(dǎo)體基板32如硅基板等，常用的金屬層可以用沉積或?yàn)R鍍金屬或金屬氮化物制成金屬層33，例如氮化鈦(如圖1B或圖1C)，其中的絕緣層34可為一般的二氧化硅，氮化硅或是高介電系數(shù)的三氧化二釓(Gd2O3)，三氧化二鋁(Al2O3)，三氧化二鐠(Pr2O3)，五氧化二鉭(Ta2O5)，二氧化鉿(HfO2)等等。
再者，因?yàn)殡婅T技術(shù)(electroforming)的發(fā)展迅述，就目前紫外光深刻模造法(UV-LIGA)是微細(xì)加工中深具發(fā)展?jié)摿Φ奈⒔Y(jié)構(gòu)制造技術(shù)之一，利用厚膜光刻膠(SU-8photoresist)可制造出高深寬比(high aspect ratio)及任意二維幾何形狀的微模版，再配合微電鑄技術(shù)，即可制作出高強(qiáng)度的合金微模具。例如見圖2所示。也可應(yīng)用于本案的導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板制造，以降低成本并加大電容量值。
綜上所述，目前尚未有任何文獻(xiàn)或發(fā)明專利等直接將導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容組件拿來(lái)做為發(fā)光二極管的倒裝片基材。故本案發(fā)明人以此構(gòu)想為基礎(chǔ)，試著結(jié)合該二組件而用于解決過電壓及防靜電保護(hù)，發(fā)明出一種保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的主要目的是提供一種保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的又一目的在于提出一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片封裝半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其以導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)為倒裝片半導(dǎo)體的基板，該基板在加電壓時(shí)不需區(qū)分陽(yáng)極或陰極，故工藝可以簡(jiǎn)化，且成本較硅基板更低。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片封裝半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其以導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)作為倒裝片半導(dǎo)體的基板，在正常工作時(shí)漏電流小，同時(shí)在直流工作電壓時(shí)不會(huì)有導(dǎo)通之慮。
本發(fā)明的再一目的在于提出一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其上電極工藝中可全面鍍P金屬接觸層，或是先鍍上氧化銦錫(ITO)粘著層再全面鍍P金屬接觸層，并以銀鉬或銀鉻或銀釟混合反射層P電極增進(jìn)發(fā)光倒裝片后半導(dǎo)體的發(fā)光效率。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其上電極工藝之前先行生長(zhǎng)上布拉格(Bragg)(DBR)反射層再全面鍍P金屬接觸層，或是生長(zhǎng)上布拉格(DBR)反射再鍍上氧化銦錫(ITO)層作為粘著層再全面鍍P金屬接觸層，使其有別于一般發(fā)光二極管具有下布拉格(DBR)反射層結(jié)構(gòu)，并其P金屬接觸層以銀鉬或銀鉻或銀鈀混合反射層P電極增進(jìn)發(fā)光倒裝片后半導(dǎo)體的發(fā)光效率。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電的方法包括下列步驟形成該發(fā)光二極管半導(dǎo)體于一基板上，其中該發(fā)光二極管半導(dǎo)體具有多層結(jié)構(gòu)及第一與第二電極；形成一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，其中該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板上具有第一及第二電極；然后分別電性連結(jié)該發(fā)光二極管半導(dǎo)體組件的第一及第二電極至該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第一及第二電極。
本發(fā)明還公開一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體部份及保護(hù)部份，其中半導(dǎo)體部份例如為一發(fā)光二極管半導(dǎo)體組件，具有一多層結(jié)構(gòu)、第一及第二電極；而保護(hù)部份為一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，具有第一及第二電極，且該第一及第二電極分別與該化合物半導(dǎo)體組件的第一及第二電極電性連結(jié)。
該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為半導(dǎo)體層絕緣層半導(dǎo)體層(SIS)基板、金屬層絕緣層半導(dǎo)體層(MIS)基板、或金屬層絕緣層金屬層(MIM)基板；其中包含打線基板及表面封裝型基板。
更具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明所公開的具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含一半導(dǎo)體部份及一保護(hù)部份，該半導(dǎo)體部份在一基板上具有一晶核區(qū)域?qū)?、一?dǎo)電緩沖層、一下束縛層、一主動(dòng)層、一上束縛層及一接觸層，該保護(hù)部份為一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板。其中該半導(dǎo)體部份的第一電極形成于該接觸層上，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與該保護(hù)部份的第一電極電性耦接，而第二電極與該導(dǎo)電緩沖層接觸，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與該保護(hù)部份的第二電極電性耦接。
本發(fā)明公開的另一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含一半導(dǎo)體部份及一保護(hù)部份，其中該半導(dǎo)體部份在一透明基板上具有一晶核區(qū)域?qū)?、一?dǎo)電緩沖層、第一束縛層、一主動(dòng)層、第二束縛層及一接觸層，該接觸層可再形成一個(gè)以上的DBR結(jié)構(gòu)及一反射金屬層，該保護(hù)部份則為一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，其中該半導(dǎo)體部份的第一電極形成于該反射金屬層下方，用作為該半導(dǎo)體部份的陽(yáng)極，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與該保護(hù)部份的第一電極電性耦接，而第二電極形成于該導(dǎo)電緩沖層上，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與該保護(hù)部份的第二電極電性耦接。
本發(fā)明公開的又一種具靜電放電破壞保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含一半導(dǎo)體部份及一保護(hù)部份，該半導(dǎo)體部份為前述半導(dǎo)體部份的任一種，并以倒裝片形式倒裝于該保護(hù)部份上，該保護(hù)部份為一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，其中半導(dǎo)體部份的第一電極與第二電極分別經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件耦接至該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板金屬膜上的第一電極與第二電極，且該半導(dǎo)體部份發(fā)出的光可由其透明基板直接發(fā)出并且輔以金屬反射層以及布拉格(DBR)反射層以增加效率。
上述的金屬膜可以為電路板上的銅、錫、銀、鉛、金、鈀、鉑箔或其合金等，如此，將倒裝片半導(dǎo)體倒扣于陶瓷導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板上，可以防止靜電放電破壞，又使光電組件的光可以由發(fā)光二極管的透明基板直接發(fā)出，并且輔以金屬反射層以及布拉格(DBR)反射層以增加效率。


圖1為導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容的剖面結(jié)構(gòu)；圖2為蜂巢電容結(jié)構(gòu)；圖3為本發(fā)明實(shí)施例，倒裝片發(fā)光二極管電性連結(jié)導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層電容倒裝片基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例，倒裝片發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A、圖5B為現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例與本發(fā)明實(shí)施例的電路比較圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例，用以表示倒裝片發(fā)光二極管電性連結(jié)硅基板齊納二極體的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明11打線；12導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板；13、23主動(dòng)層；14反射層；15、25、32、45基板；16、19第一電極；161、191第二電極；18焊料球；231上束縛層；232下束縛層；24接觸層；26陰極電極；27晶核層；28導(dǎo)電緩沖層；29陽(yáng)極電極；30半導(dǎo)體層；31、34介電層；33導(dǎo)電層；40半導(dǎo)體部分；41保護(hù)部份；43第二摻雜型摻雜層；46第一摻雜型摻雜硅(如N型)；47第二摻雜型摻雜硅(如P++型)；48第一摻雜型摻雜層。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所提出的一種保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電的方法及一種具靜電放電保護(hù)能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有一發(fā)光二極管半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，其中前者稱為半導(dǎo)體發(fā)光部份(以下簡(jiǎn)稱作半導(dǎo)體部份)，后者則稱為靜電電路保護(hù)部份(以下簡(jiǎn)稱作保護(hù)部份)，且前者在以下將以III-V族元素氮化物半導(dǎo)體材料發(fā)光二極管為例進(jìn)行說(shuō)明，并以藍(lán)光與綠光二極管為該發(fā)光二極管的較佳實(shí)施例說(shuō)明之，當(dāng)然其它具光接收及微波組件能力的其它種類以倒裝片形式出現(xiàn)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)亦屬本發(fā)明的范圍。
請(qǐng)參閱圖4所示，其為本發(fā)明的III-V族元素氮化物半導(dǎo)體材料倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體部份的示意圖。
首先，在一基板25上依序設(shè)有一晶核層(nucleation layer)27及第一摻雜型摻雜導(dǎo)電緩沖層28，其中該導(dǎo)電緩沖層28為第一摻雜型摻雜的氮化鎵(GaN)，用以使后續(xù)的長(zhǎng)晶更加順利與容易。導(dǎo)電緩沖層28上設(shè)有一主動(dòng)層23，用以發(fā)光；一般其上下并各設(shè)有一束縛層或稱為被覆層231及232。上束縛層231、下束縛層232的摻雜型是相反的，其中下束縛層232為第一摻雜型摻雜的氮化鎵鋁(GaAlN)，而上束縛層231為第二摻雜型摻雜的氮化鎵鋁(GaAlN)。其后，上束縛層231之上形成一接觸層24，其為第二摻雜型氮化鎵(GaN)，為增加反射率，可在該接觸層24附近再形成一布拉格(DBR)反射層，或是再增加一氧化銦錫(ITO)作為粘著層，但圖中未示。接著，再形成一陽(yáng)極電極29。為增加反射率，可在該電極上鍍以銀作為反射層，并以摻入1％至12％的鉬或鉻或鈀為更佳(實(shí)驗(yàn)所得值)，用以調(diào)節(jié)膨脹系數(shù)不匹配所造成的應(yīng)力。另外，在導(dǎo)電緩沖層28與上束縛層231、下束縛層232及主動(dòng)層23隔離的區(qū)域上設(shè)有一陰極電極26。
請(qǐng)參閱圖5B所示，為圖1所示倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的等效電路。其顯示該半導(dǎo)體部份及該保護(hù)部份并聯(lián)存在。在正常操作下，一順向偏壓施加于v+與v-之間，使電流在半導(dǎo)體部份(即發(fā)光二極管)D1中自正摻雜型摻雜層流過負(fù)摻雜型摻雜層，而使所產(chǎn)生的光經(jīng)由透明基板發(fā)出。當(dāng)有異常電壓脈沖或靜電脈沖產(chǎn)生時(shí)，電荷便會(huì)沿保護(hù)部份，即導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板上第一電極與第二電極間導(dǎo)通放電，而不會(huì)通過該半導(dǎo)體部份。
接著請(qǐng)參閱圖3，其繪示圖5B等效電路的倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖所示，一基板15、一主動(dòng)層13、上束縛層、下束縛層及一接觸層(為增加反射率，可在該接觸層附近形成一布拉格反射結(jié)構(gòu)，(但圖中未示)構(gòu)成一III-V族氮化鎵(GaN)倒裝片半導(dǎo)體。
在該半導(dǎo)體部份中，第一電極16設(shè)以作為倒裝片半導(dǎo)體的陽(yáng)極(為增加反射率，可在該第一電極16上鍍以銀作為反射層14，并以摻入1％至12％的的鉬或鉻或鈀為更佳(實(shí)驗(yàn)所得值)，用以調(diào)節(jié)膨脹系數(shù)不匹配所造成的應(yīng)力，位在該反射金屬層14下方，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球18等與保護(hù)部份(導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板)12的第一電極19電性耦接。在該半導(dǎo)體部份中，第二電極191位于一導(dǎo)電緩沖層28上，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球18等與保護(hù)部份(導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板)12的第二電極191電性耦接。
在正常操作下，當(dāng)順向偏壓施加于V+與V-之間時(shí)，一電流從第一電極16流過半導(dǎo)體部份，而使所產(chǎn)生的光經(jīng)由透明基板15發(fā)出。當(dāng)有異常電壓或靜電產(chǎn)生時(shí)，放電路徑便會(huì)轉(zhuǎn)至導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板12上，而不會(huì)通過半導(dǎo)體部份，此時(shí)本發(fā)明所形成的保護(hù)機(jī)制便在200V時(shí)開始啟動(dòng)保護(hù)，最佳例可以承受人體模式耐壓到8KV。
本發(fā)明還提出另一種具有防止靜電放電破壞能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在一透明基板上具有一晶核區(qū)域?qū)?，?dǎo)電緩沖層，第一束縛層、主動(dòng)層、第二束縛層與接觸層，接觸層可以增加包括有DBR結(jié)構(gòu)。第一電極位在反射金屬層下方，做為倒裝片半導(dǎo)體的陽(yáng)極，經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板第一電極電性耦接。第二電極位于導(dǎo)電緩沖層上，具第二電極電性耦接；并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板第二電極電性耦接。其中導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，可為打線基板，或是表面封裝型基板，其型態(tài)中表面封裝型基板可經(jīng)由穿孔或側(cè)面電鍍而成。其中導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板可制作成多層結(jié)構(gòu)，其保護(hù)電壓大小可由該多層結(jié)構(gòu)以及第一電極與第二電極圖形或間距改變調(diào)整。
本發(fā)明的具有防止靜電放電破壞的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例將說(shuō)明如下。在半導(dǎo)體部份中，在一透明基板上具有一晶核區(qū)域?qū)?、一?dǎo)電緩沖層、第一束縛層、一主動(dòng)層、第二束縛層及一接觸層，該接觸層可還包含一銀鉬反射金屬層。此外，第一電極設(shè)為半導(dǎo)體部份的陽(yáng)極，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與保護(hù)部份導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第一電極電性耦接，其中該第一電極上方可再設(shè)以金屬反射層，與前實(shí)施例同。第二電極設(shè)于該導(dǎo)電緩沖層上，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與保護(hù)部份導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第二電極電性耦接。其中，導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板可為打線基板或表面封裝型基板，其中表面封裝型基板可經(jīng)由穿孔或側(cè)面電鍍而成。導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板可制作成多層結(jié)構(gòu)，其保護(hù)電壓大小由該多層結(jié)構(gòu)的層間厚度及第一電極與第二電極圖形或間距決定，借由改變?cè)摰葏?shù)值即可調(diào)整之。
以下將說(shuō)明本發(fā)明的具防止靜電放電破壞能力的III-V族倒裝片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的又另一實(shí)施例。在該結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體部份中，一透明基板上設(shè)有具有一晶核區(qū)域?qū)?、一?dǎo)電緩沖層、第一束縛層、一主動(dòng)層、第二束縛層及一接觸層，該接觸層可還包含一上布拉格反射結(jié)構(gòu)及一上反射金屬層。第一電極設(shè)為半導(dǎo)體部份的陽(yáng)極，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與保護(hù)部份(導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板)的第一電極電性耦接，其上并可設(shè)以一反射金屬層，與前實(shí)施例者同。第二電極設(shè)于該導(dǎo)電緩沖層上，并經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件及焊料球等與保護(hù)部份導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)容封裝基板的第二電極電性耦接。其中，導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板可為打線基板或表面封裝型基板，其中表面封裝型基板可經(jīng)由穿孔或側(cè)面電鍍而成。導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板可制作為多層結(jié)構(gòu)，其保護(hù)電壓大小由該多層結(jié)構(gòu)及第一電極與第二電極圖形或間距決定，借由改變?cè)摰葏?shù)值即可調(diào)整之。
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，其包括下列步驟形成該發(fā)光二極管半導(dǎo)體于一基板上，其中該發(fā)光二極管半導(dǎo)體具有一多層結(jié)構(gòu)及第一與第二電極；形成一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，其中該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)基板上具有第一及第二電極；及分別電性連結(jié)該發(fā)光二極管半導(dǎo)體組件的第一及第二電極至該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第一及第二電極。
2.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為半導(dǎo)體層絕緣層半導(dǎo)體層(SIS)基板。
3.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為金屬層絕緣層半導(dǎo)體層(MIS)基板。
4.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為金屬層絕緣層金屬層(MIM)基板。
5.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板包含打線基板及表面封裝型基板。
6.如權(quán)利要求5所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該表面封裝型基板是經(jīng)由穿孔或側(cè)面電鍍而成。
7.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板具有可保護(hù)電壓最大值，該最大值可借改變?cè)摱鄬咏Y(jié)構(gòu)及該第一電極與該第二電極的圖形而獲調(diào)整。
8.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該電性連結(jié)是將該發(fā)光二極管半導(dǎo)體的第一及第二電極以倒裝片方式與該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第一及第二電極相接。
9.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法，其特征在于，該發(fā)光二極管半導(dǎo)體的第一及第二電極各通過一焊錫球而與該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第一及第二電極相接。
10.一種具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，其包含一發(fā)光二極管半導(dǎo)體組件，具有一多層結(jié)構(gòu)、第一及第二電極；及一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，具有第一及第二電極，且該第一及第二電極分別與該化合物半導(dǎo)體組件的第一及第二電極電性連結(jié)。
11.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為半導(dǎo)體層絕緣層半導(dǎo)體層(SIS)基板。
12.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為金屬層絕緣層半導(dǎo)體層(MIS)基板。
13.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板為金屬層絕緣層金屬層(MIM)基板。
14.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板包含打線基板及表面封裝型基板。
15.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該表面封裝型基板是經(jīng)由穿孔或側(cè)面電鍍而成。
16.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板具有可保護(hù)電壓最大值，該最大值可借改變?cè)摱鄬咏Y(jié)構(gòu)而變化。
17.如權(quán)利要求10所述的具靜電放電保護(hù)能力的倒裝片封裝化合物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該發(fā)光二極管半導(dǎo)體的第一及第二電極各通過一焊錫球而與該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的第一及第二電極相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保護(hù)化合物半導(dǎo)體免于靜電放電破壞的方法及具靜電保護(hù)能力的倒裝片半導(dǎo)體組件。該倒裝片半導(dǎo)體組件包含一半導(dǎo)體部份及一保護(hù)部份，該半導(dǎo)體部份為該發(fā)光二極管半導(dǎo)體組件，該保護(hù)部份為一導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板，其中該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板的電極襯墊與電極襯墊之間具有電容性結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電層絕緣層導(dǎo)電層(CIC)電容倒裝片基板二電極分別與被保護(hù)的發(fā)光二極管半導(dǎo)體組件二電極電性結(jié)合而并聯(lián)。在正常直流工作時(shí)，該保護(hù)部份的電極與電極之間幾乎呈開路狀態(tài)，當(dāng)靜電來(lái)襲時(shí)，該保護(hù)部份形成為過多電壓的放電路徑，以達(dá)靜電保護(hù)功能。
文檔編號(hào)H01L23/60GK1913168SQ200510090309
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者張連璧, 洪詳竣, 張慶安, 蘇崇智, 李育箖, 方博仁, 邱顯欽, 王瑞瑜 申請(qǐng)人:南亞光電股份有限公司