交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，在基板上相隔設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)二極管，并在該二極管上設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)覆晶式發(fā)光二極管，使所述基板的面積可被在其上的覆晶式發(fā)光二極管完全使用，使基板上的發(fā)光面積等于基板面積，提高了發(fā)光效率。
【專利說明】交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)
[0001] 本發(fā)明為原申請(qǐng)?zhí)?00910057038. 1號(hào)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，該原申請(qǐng)的申請(qǐng)日 為：2009年4月7日，發(fā)明名稱為：交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明關(guān)于一種交流式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，尤其指一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0003] 光電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光源之一的發(fā)光二極管（Light Emitting Diode ;LED)由于 具有省電的特點(diǎn)，已大量廣泛地應(yīng)用于各種照明或需光源的領(lǐng)域，在光電領(lǐng)域中占有舉足 輕重的地位，正因如此，世界各國(guó)廠商莫不投入大量資源于相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，在2005舉辦 的的韓國(guó)漢城半導(dǎo)體和美國(guó)III-N Technology的產(chǎn)品發(fā)表會(huì)更說明了交流式發(fā)光二極管 (AC LED)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，交流式發(fā)光二極管產(chǎn)品已成為全球性廠商的開發(fā)趨勢(shì)。
[0004] 從交流式發(fā)光二極管的技術(shù)發(fā)展至今，橋式交流式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)改善早期交流 式發(fā)光二極管，解決其無法在交流電正負(fù)半周訊號(hào)輸入時(shí)皆可發(fā)光（全時(shí)發(fā)光）的問題，其 主要利用惠斯登電橋（Wheatstone Bridge)的設(shè)計(jì)概念，使交流式發(fā)光二極管在交流電正 負(fù)半周訊號(hào)輸入時(shí)的每一瞬間僅有總數(shù)1/2的交流電的發(fā)光現(xiàn)象得以改善。
[0005] 然而，橋式交流式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的整流組件直接使用交流式發(fā)光二極管，導(dǎo) 致其具有兩個(gè)主要缺點(diǎn)，其一，由于單一整流組件（單一顆交流電發(fā)光微晶粒）逆向偏壓承 受力不佳，故所使用的整流組件的數(shù)量無法減少，亦即，必需借由多顆交流電發(fā)光微晶粒串 聯(lián)于惠斯登電橋的一臂上，才可承受由交流電所施加的逆向偏壓，以市電110V來說，由交 流電訊號(hào)所施加的逆向偏壓峰值約為156V(110X V 2)，因此，交流電訊號(hào)正或負(fù)半波所流 經(jīng)路徑的交流電發(fā)光微晶粒共需約20顆，以平均承擔(dān)逆偏，避免被逆偏擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，故，整 流組件總數(shù)約需要20顆X 2=40顆（交流電訊號(hào)正及負(fù)半波所流經(jīng)路徑之交流式發(fā)光二極 管），而被用于發(fā)光的交流式發(fā)光二極管數(shù)量則被壓抑至110V/3. 1V(每顆交流式發(fā)光二極 管之致動(dòng)電壓）-20 (用以整流之交流式發(fā)光二極管數(shù)量）=15顆，由此可知，會(huì)產(chǎn)生被用于 整流的交流式發(fā)光二極管的數(shù)量遠(yuǎn)大于被用于發(fā)光的交流式發(fā)光二極管三數(shù)量的情況，且 由于整流和發(fā)光組件（交流式發(fā)光二極管）兩者所耗損的能量相同，故會(huì)使得輸入功率浪 費(fèi)在整流組件的比例居高不下，而產(chǎn)生整體效率不佳的情況；其二，雖相較于早期交流式發(fā) 光二極管的設(shè)計(jì)，其發(fā)光面積已有增加，但仍有為數(shù)不少的整流組件由于逆偏時(shí)不會(huì)發(fā)光 而造成整體發(fā)光面積的浪費(fèi)。
[0006] 再者，請(qǐng)參閱中國(guó)臺(tái)灣專利申請(qǐng)第TWI297200號(hào)所申請(qǐng)的一種交流發(fā)光體以及交 流發(fā)光裝置，尤指一種利用具有高逆向崩潰電壓以及低正向開啟電壓特性之整流組件進(jìn)行 整流的交流發(fā)光體以及交流發(fā)光裝置，請(qǐng)參閱圖1所示，在基板上的整體面積的發(fā)光面積 并不等于基板面積，由于此專利的設(shè)計(jì)，造成基板上必須有一固定區(qū)域以設(shè)置整流電路， 故，造成發(fā)光面積縮小。
[0007] 綜上所述，交流式發(fā)光二極管的主要設(shè)計(jì)為光源的使用，如何提高其發(fā)光效率為 一主要課題，而交流式發(fā)光二極管的使用在人類家庭式使用較為廣泛，故解決上述問題實(shí) 為一最大的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使發(fā) 光二極管基板上的發(fā)光面積等于基板面積，提高了發(fā)光效率。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括： 基板，所述基板上相隔設(shè)置第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管； 第一發(fā)光二極管芯片，電性連接并至少部分設(shè)置于所述第一二極管和所述第二二極管 上；以及 第二發(fā)光二極管芯片，與所述第一發(fā)光二極管芯片電性連接，且所述第二發(fā)光二極管 芯片電性連接并至少部分設(shè)置于所述所述第三二極管和所述第四二極管上； 其中，所述第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管構(gòu)成整流電路的至少一 部分，使所述覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)適用于交流電環(huán)境。
[0010] 本發(fā)明提供的一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，在基板上嵌設(shè)復(fù)數(shù)個(gè)二極管以作 為整流之用，并在該二極管上設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)覆晶式發(fā)光二極管，使所述基板的面積可被在其 上的覆晶式發(fā)光二極管完全使用，，使基板上的發(fā)光面積等于該基板的面積，以提高發(fā)光效 率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明： 圖1是公知技術(shù)的AC (交流式）發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4A是圖2所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖4B是圖2所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖4C是圖2所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖4D是圖2所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖4E是圖2所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖5是本發(fā)明的再一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6A是圖5所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖6B是圖5所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖6C是圖5所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖6D是圖5所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖6E是圖5所示發(fā)光二極管的制造流程示意圖； 圖中附圖標(biāo)記說明： 10為基板 12為第一凹槽 14為第二凹槽 16為第三凹槽 18為第四凹槽 20為第一發(fā)光二極管芯片 22為第一電極 24為第二電極 26為透明基板 30為第二發(fā)光二極管芯片 32為第三電極 34為第四電極 36為透明基板 38為第一半導(dǎo)體磊晶層 39為第二半導(dǎo)體磊晶層 40為第一凸塊 50為第二凸塊 60為第三凸塊 70為第四凸塊 80為第一絕緣件 85為第二絕緣件 90為接點(diǎn) 92為絕緣層 94為分隔層 96為組裝板 98為共享基板 100為第一二極管 102為P型半導(dǎo)體 104為N型半導(dǎo)體 200為第二二極管 202為P型半導(dǎo)體 204為N型半導(dǎo)體 300為第三二極管 302為P型半導(dǎo)體 304為N型半導(dǎo)體 400為第四二極管 402為P型半導(dǎo)體 404為N型半導(dǎo)體 D1為距離 D2為距離 D3為分離空間。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 為使貴審查員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及所達(dá)成的功效有進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，僅以 較佳的實(shí)施例和附圖配合詳細(xì)說明如下： 為解決公知技術(shù)在基板上設(shè)置發(fā)光二極管時(shí)須空出面積以設(shè)置整流電路，無法完全使 用該基板的面積，降低了其發(fā)光面積，本發(fā)明為解決上述問題以使基板的面積可完全設(shè)計(jì)。
[0013] 首先，請(qǐng)參閱圖2,其為本發(fā)明之一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，本發(fā)明 為一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，所述交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括基板10、第一發(fā) 光二極管芯片20、第二發(fā)光二極管芯片30、第一二極管100、第二二極管200、第三二極管 300以及第四二極管400。第一二極管100、第二二極管200、該第三二極管300、第四二極 管400設(shè)置于該基板10上，第一發(fā)光二極管芯片20電性連接并部分設(shè)置于第一二極管100 和、第二二極管200上，第二發(fā)光二極管芯片30電性連接并部分設(shè)置于第三二極管300與 第四二極管400上，且第一發(fā)光二極管芯片20與第二發(fā)光二極管芯片30電性耦接。其中， 第一二極管100、第二二極管200、第三二極管300以及第四二極管400構(gòu)成所述整流電路 的至少一部分，使本發(fā)明之覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可使用于交流電環(huán)境。
[0014] 基板10進(jìn)一步具有多個(gè)相隔設(shè)的凹槽以嵌設(shè)第一二極管100、第二二極管200、第 三二極管300以及第四二極管400。第一發(fā)光二極管芯片20包括第一電極22、第二電極 24,第二電極24通過第一凸塊40連接第一二極管100、第二二極管200 ;其中，第一二極管 100和第二二極管200之間具有一定距離D1。本發(fā)明進(jìn)一步包括第一絕緣件80,其設(shè)于基 板10上，且設(shè)置于第一二極管100和第二二極管200之間。
[0015] 進(jìn)一步的，第一二極管100包括P型半導(dǎo)體102、N型半導(dǎo)體104,第二二極管200 包括P型半導(dǎo)體202、一 N型半導(dǎo)體204,第一凸塊40連接第一二極管100的N型半導(dǎo)體 104以及第二二極管200的N型半導(dǎo)體204。
[0016] 又，第一電極22通過第二凸塊50與接點(diǎn)90相連接，其中，接點(diǎn)90設(shè)置于基板10 上，且接點(diǎn)90與基板10之間更進(jìn)一步設(shè)置有絕緣層92,所述絕緣層92設(shè)置于所述第二二 極管200和所述第三二極管300之間。第二發(fā)光二極管芯片30包括第三電極32、一第四電 極34,第四電極34通過第三凸塊60與接點(diǎn)90相連接，第三電極32通過第四凸塊70連接 第三二極管300、第四二極管400 ;其中，第三二極管300、第四二極管400之間具有一定距 離D2。本發(fā)明進(jìn)一步包括第二絕緣件85,其設(shè)于基板10上，且設(shè)置于第三二極管300、第 四二極管400之間。
[0017] 再者，第三二極管300包括P型半導(dǎo)體302、N型半導(dǎo)體304,第四二極管400包括 P型半導(dǎo)體402、N型半導(dǎo)體404,第四凸塊70連接第三二極管300的P型半導(dǎo)體302以及 第四二極管400的P型半導(dǎo)體402。
[0018] 又，第一發(fā)光二極管芯片20、第二發(fā)光二極管芯片30以覆晶式的固晶方式設(shè)于基 板10上，第一發(fā)光二極管芯片20、第二發(fā)光二極管芯片30分別包括第一半導(dǎo)體嘉晶層38、 第二半導(dǎo)體磊晶層39,且第一發(fā)光二極管芯片20、第二發(fā)光二極管芯片30分別包含透明基 板26、36,透明基板26、36的表面粗化程度介于0· 5nm與10um之間。
[0019] 請(qǐng)參閱圖3,為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，本發(fā)明的另 一實(shí)施例與上一實(shí)施例不同之處在于第一發(fā)光二極管芯片20與第二發(fā)光二極管芯片30之 間具有一分離空間D3,且分離空間D3設(shè)有分隔層94。
[0020] 請(qǐng)參閱圖4A至圖4E，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的制造流程圖；如圖4A至圖4E所示， 并同時(shí)參閱圖2,本發(fā)明交流式覆晶發(fā)光二極管的制造方法，其步驟包括：提供基板10,并 蝕刻相隔的第一凹槽12、第二凹槽14、第三凹槽16、第四凹槽18,及形成絕緣層92在基板 10上，并在絕緣層92上設(shè)置接點(diǎn)90,見圖4A ;分別組設(shè)第一二極管100、第二二極管200、第 三二極管300、第四二極管400在第一凹槽12、第二凹槽14、第三凹槽16、第四凹槽18內(nèi)， 見圖4B ;提供組裝板96,并在組裝板96相對(duì)于第一凹槽12、第二凹槽14的位置設(shè)置第一 發(fā)光二極管芯片20在組裝板96上，及，在相對(duì)于第三凹槽16、第四凹槽18的位置設(shè)置第二 發(fā)光二極管芯片30在組裝板96上，見圖4C ;翻轉(zhuǎn)該組裝板96并通過第一凸塊40使第一 發(fā)光二極管芯片20與第一二極管100、第二二極管200相接，通過第二凸塊50使第一發(fā)光 二極管芯片20與接點(diǎn)90相接，通過第三凸塊60使第二發(fā)光二極管30與接點(diǎn)90相接，通 過第四凸塊70使第二發(fā)光二極管30與第三二極管300、第四二極管400相接，見圖4D ;以 及自組裝板96分離第一發(fā)光二極管芯片20、第二發(fā)光二極管芯片30,見圖4E。
[0021] 請(qǐng)參閱圖5,為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖5所示，該實(shí)施例相 較于上述實(shí)施例的差異為：使用一共享基板98,并采用磊晶方式分別形成第一半導(dǎo)體磊晶 層38及第二半導(dǎo)體磊晶層39,分別在第一半導(dǎo)體磊晶層38、一第二半導(dǎo)體磊晶層39上形 成第一電極22、第二電極24、第三電極32、第四電極34,再將第一半導(dǎo)體嘉晶層38、第二半 導(dǎo)體磊晶層39進(jìn)行粗化制程，第一半導(dǎo)體磊晶層38、第二半導(dǎo)體磊晶層39的其表面粗化程 度介于0. 5nm與10um之間。
[0022] 請(qǐng)參閱圖6A至圖6E，為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的制造流程圖；如圖6A至圖6E 所示，并同時(shí)參閱圖5,本發(fā)明交流式覆晶發(fā)光二極管的制造方法，其步驟包括：提供基板 10,并蝕刻相隔的第一凹槽12、第二凹槽14、第三凹槽16、第四凹槽18,及形成絕緣層92在 基板10上，并在絕緣層92上設(shè)置接點(diǎn)90,見圖6A ;分別組設(shè)第一二極管100、第二二極管 200、第三二極管300、第四二極管400在第一凹槽12、該第二凹槽14、第三凹槽16、第四凹 槽18內(nèi)，見圖6B ;提供共享基板98,并在共享基板98相對(duì)于第一凹槽12、第二凹槽14的位 置磊晶形成第一發(fā)光二極管芯片20的第一半導(dǎo)體磊晶層38,及，在相對(duì)于該第三凹槽16、 第四凹槽18的位置設(shè)置第二發(fā)光二極管芯片30的第二半導(dǎo)體磊晶層39,見圖6C ;翻轉(zhuǎn)共 享基板98,并通過第一凸塊40使第一發(fā)光二極管芯片20與、第一二極管100、第二二極管 200相接，通過第二凸塊50使第一發(fā)光二極管芯片20與接點(diǎn)90相接，通過第三凸塊60使 第二發(fā)光二極管30與接點(diǎn)90相接，通過第四凸塊70使第二發(fā)光二極管30與第三二極管 300、第四二極管400相接，見圖6D ;以及自共享基板98分離第一發(fā)光二極管芯片20、第二 發(fā)光二極管芯片30,見圖6E。
[0023] 以上通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。 在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括： 基板，所述基板上相隔設(shè)置第一二極管、第二二極管、第三二極管、以及第四二極管； 所述基板上還設(shè)置有第一發(fā)光二極管芯片，所述第一發(fā)光二極管芯片電性連接并至少 部分設(shè)置于所述第一二極管和所述第二二極管上；以及， 第二發(fā)光二極管芯片，所述第二發(fā)光二極管芯片與所述第一發(fā)光二極管芯片電性耦 接，且所述第二發(fā)光二極管芯片電性連接并至少部分設(shè)置于所述第三二極管和所述第四二 極管上； 其中，所述第一二極管、第二二極管、第三二極管以及第四二極管構(gòu)成整流電路的至少 一部分，使所述覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)適用于交流電環(huán)境。
2. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板具有多個(gè) 相隔設(shè)置的凹槽，以嵌設(shè)所述第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管。
3. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述覆晶發(fā)光二極 管結(jié)構(gòu)還包括一接點(diǎn)，所述接點(diǎn)設(shè)置于所述基板上，分別與所述第一發(fā)光二極管芯片、所述 第二發(fā)光二極管芯片電性連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二二極管和 所述第三二極管之間還有絕緣層設(shè)置于所述基板上。
5. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一二極管和 所述第二二極管各自包含P型半導(dǎo)體及N型半導(dǎo)體，且所述第一發(fā)光二極管芯片分別耦接 于所述第一二極管的N型半導(dǎo)體，以及所述第二二極管的N型半導(dǎo)體。
6. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三二極管和 所述第四二極管各自包含P型半導(dǎo)體及N型半導(dǎo)體，且所述第二發(fā)光二極管芯片分別耦接 于所述第三二極管的P型半導(dǎo)體，以及第四二極管的P型半導(dǎo)體。
7. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一發(fā)光二極 管芯片上還設(shè)置第一凸塊，所述第一發(fā)光二極管芯片通過第一凸塊設(shè)置于所述第一二極 管、所述第二二極管上。
8. 如權(quán)利要求7所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一凸塊與所 述基板之間還設(shè)置第一絕緣件，且所述第一絕緣件設(shè)置于所述第一二極管和所述第二二極 管之間。
9. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二發(fā)光二極 管芯片上還設(shè)置第四凸塊，所述第二發(fā)光二極管芯片通過所述第四凸塊設(shè)置于所述第三二 極管、所述第四二極管上。
10. 如權(quán)利要求9所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第四凸塊與所 述基板之間還設(shè)置第二絕緣件，且所述第二絕緣件設(shè)置于所述第三二極管和所述第四二極 管之間。
11. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一發(fā)光二極 管芯片和所述第二發(fā)光二極管芯片之間形成一分離空間。
12. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一發(fā)光二極 管芯片和所述第二發(fā)光二極管芯片之間設(shè)置一分隔層。
13. 如權(quán)利要求1所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一發(fā)光二極 管芯片和第二發(fā)光二極管芯片分別包括半導(dǎo)體磊晶層。
14. 如權(quán)利要求13所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一發(fā)光二 極管芯片、所述第二發(fā)光二極管芯片還分別包括：透明基板。
15. 如權(quán)利要求13所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體磊晶 層的表面粗化程度介于〇. 5nm與10um之間。
16. 如權(quán)利要求14所述的交流式覆晶發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明基板的 表面粗化程度介于〇· 5nm與10um之間。
【文檔編號(hào)】H01L21/50GK104103634SQ201410322015
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2009年4月7日
【發(fā)明者】馮輝慶, 黃國(guó)欽, 潘錫明, 朱胤丞 申請(qǐng)人:寧波璨圓光電有限公司