应用于晶圆级半导体器件的散热结构的制作方法_2

文档序号:9305606阅读:来源:国知局
0022]更进一步的,前述晶圆级半导体器件的工艺主要包括如下过程:在晶圆级基片上生长形成外延层之后,经工艺加工,从而直接在基片上形成呈阵列形式排布的多个功能单胞。
[0023]较之传统半导体芯片或集成型半导体器件的封装制程,前述的晶圆级半导体器件制程至少无需包含对基片的减薄、切割和裂片等操作,亦无需一一对小尺寸半导体芯片进行封装,更无需将小尺寸半导体芯片一一粘接到转移基片后才能进行后续的操作,而仅仅一次封装,即可构建出大功率半导体器件的主体结构,操作简便,成本低,并规避了诸多可能引起外延片或功能单胞受损的操作环节,且基本不会造成环境污染。
[0024]当然,为使所述晶圆级半导体器件最终可以正常工作,还需在各功能单胞内设置工作电极,使之能与电源连接。但此类设置工作电极的操作可藉由本领域技术人员悉知的技术手段实现,例如,金属蒸镀工艺、微加工工艺等,且不限于此。
[0025]尤其是对于半导体发光器件来说,若选用的基片系蓝宝石晶圆等透明晶片,则利用本发明的晶圆级半导体器件作为倒装器件应用时,未被减薄的基片还可作为出光窗口,从而进一步提升器件的发光效率。
[0026]进一步的,为使所述晶圆级半导体器件能够更为稳定的工作,本案发明人还对其中各功能单胞的电连接形式进行了研究和实践,并提出了如下电路布局构思,包括:
将形成在基片上的部分功能单胞定义为正常功能单胞,其余定义为冗余功能单胞,其中,正常功能单胞系作为该晶圆级半导体器件在工作时的有效工作单元,而冗余功能单胞中的相当一部分系作为备用工作单元,因此正常功能单胞的数量应尽可能的多,并远远大于冗余功能单胞;
而后,将该多个正常功能单胞分为两个以上并联设置的多级单元组,任一多级单元组包括串联设置的两个以上第一并联组,
并且,任一多级单元组中选定的M个第一并联组还与N个第二并联组串联形成一串联组,最终使得各串联组的导通电压基本一致(一般而言,在±10%以内)。
[0027]其中,任一第一并联组包括两个以上并联设置的正常功能单胞,任一第二并联组包括并联设置的两个以上冗余功能单胞,M为正整数,N为O或正整数。
[0028]通过前述电路设计,可以避免因一个或数个功能单胞出现故障而导致其它正常功能单胞无法工作,亦可消除因某一多级单元组中一个或多个正常单元的性能与其余正常单元存在偏差而导致的某一串联工作电路的导通电压与其它串联工作电路存在偏差而无法正常工作之缺陷。
[0029]尤为优选的,可以从任一多级单元组中选定M个第一并联组直接经导线与N个第二并联组串联形成一串联组,而将其余的一个或多个异常第一并联组从工作电路中隔离出去,从而使得各串联组的导通电压基本一致,保障器件的工作稳定性,提升其工作效能。当然,在某些情况下,在某一串联组内,也可不包含第二并联组,而选取其中的部分第一并联组通过导线直接与所述半导体器件的工作电极电连接。
[0030]而作为另一较为优选的实施方式,还可在前述每一串联组中还设有至少一匹配电阻,该匹配电阻可以选用具有固定电阻的电阻,其电阻可以依据每一串联组与其余串联组导通电压的差异而确定,当然还可优选采用可调电阻。
[0031]更进一步的,所述串联组的导通电压可以为110V、220V或380V。
[0032]作为本发明的一更为具体的实施方案,该晶圆级半导体器件的制备方法还可以包括:
(1)直接将所述半导体材料层加工形成多个具有设定功能的多个功能单胞,并将正常区域的所有功能单胞中的部分设定为正常功能单胞,其余设定为冗余功能单胞;
(2)将所有正常功能单胞分为两个以上并联设置的多级单元组,任一多级单元组包括串联设置的两个以上第一并联组,任一第一并联组包括两个以上并联设置的正常功能单胞;
(3)对每一多级单元组的导通电压进行测试,并依据测试结果,从每一多级单元组中选定M个第一并联组与N个第二并联组串联形成一串联组,且使得各串联组在工作状态下的导通电压基本一致,
其中,所述第二并联组包括并联设置的两个以上冗余功能单胞,M为正整数,N为O或正整数。
[0033]例如,对于一种晶圆级LED器件,其可包括晶圆级基片和固设于基片顶端面(“第一表面”)的多个功能单胞,该多个功能单胞系由直接生长在该基片第一表面的半导体层分割形成。该LED功能单胞系在一定工作电压驱动下,可正常发光的功能单元,并且,各LED功能单胞之间应相互电学隔离。
[0034]进一步的,前述功能单胞系包括多个正常功能单胞和多个冗余功能单胞,
其中,该多个正常功能单胞被分为若干并联设置的多级单元组,任一多级单元组包括串联设置的若干第一并联组,并且,任一多级单元组中选定的M个第一并联组还经导线直接与N个第二并联组串联形成一串联组,而所有串联组的导通电压均基本一致。
[0035]此处的“基本一致”指各串联组的导通电压的偏差幅度在土 10%以内。
[0036]前述任一第一并联组包括两个以上并联设置的正常功能单胞,任一第二并联组包括并联设置的两个以上冗余功能单胞,M为正整数,N为O或正整数。
[0037]例如,当N为O时,在每一多级单元组中,可选取一特定位点经导线直接与器件的一个工作电极电连接,亦即以每一多级单元组内的部分或全部第一并联组串联形成一串联组,并最终使所有串联组的导通电压均基本一致。
[0038]进一步的,在本发明的另一较佳实施例中,还可前述的实施例的电路结构中,于每一串联组中接入至少一匹配电阻,该匹配电阻可根据前述实施例中各串联组导通电压的差异度而具体调整,并最终消除各串联组的导通电压的差异,使所获晶圆级LED器件具有最佳的工作稳定性和发光效率。
[0039]在前述实施例中,为实现功能单胞之间的电连接,可采用业界悉知的各类金属蒸镀、沉积以及微纳加工工艺在各功能单胞上加工出工作电极及功能单胞间的电连接线路。
[0040]当然,为使所述晶圆级半导体器件最终可以正常工作,还需在各功能单胞内设置工作电极,使之能与电源连接。但此类设置工作电极的操作可藉由本领域技术人员悉知的技术手段实现,例如,金属蒸镀工艺、微加工工艺等,且不限于此。
[0041]另外,对于前述的晶圆级LED器件,其制备工作可以包括:
(1)将所述半导体材料层加工形成具有设定功能的多个功能单胞,并将正常区域的所有功能单胞中的部分设定为正常功能单胞,其余设定为冗余功能单胞;
(2)将所有正常功能单胞分为两个以上并联设置的多级单元组,任一多级单元组包括串联设置的两个以上第一并联组,任一第一并联组包括两个以上并联设置的正常功能单胞;
(3)对每一多级单元组的导通电压进行测试,并依据测试结果,从每一多级单元组中选定M个第一并联组直接经导线与N个第二并联组串联形成一串联组,且使得各串联组在工作状态下的导通电压基本一致,
其中,所述第二并联组包括并联设置的两个以上冗余功能单胞,M为正整数,N为O或正整数。
[0042]进一步的,还可在每一串联组中设置至少一匹配电阻。
[0043]进一步的,以适用于晶圆级LED芯片的散热结构为例,请参阅图1a-图lb,其包括与所述晶圆级LED芯片连接的散热壳体22,该晶圆级LED芯片包括晶圆级基片11及由生长在所述基片一面上的外延层直接加工形成的复数功能单胞12,所述散热壳体内设有可储纳导热介质的空腔21,且所述晶圆级半导体器件一面的与所述功能单胞相应的局部区域暴露于所述空腔内。
[0044]前述的每一功能单胞可以包括η型半导体121、P型半导体122、发光的量子阱123、绝缘介质124等结构层。
[0045]为使该晶圆级LE
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1