專利名稱：發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用具有寬的發(fā)光表面的倒裝晶片式發(fā)光元件的發(fā)光二極管。
現(xiàn)參照

圖12和圖13，來(lái)說(shuō)明使用倒裝晶片式半導(dǎo)體發(fā)光元件的一種通常的發(fā)光二極管5。圖13示意性地表示包括一個(gè)倒裝晶片式半導(dǎo)體發(fā)光元件100(以后稱為“倒裝晶片100”)的通常的發(fā)光二極管5的外形和結(jié)構(gòu)的垂直截面。圖12示出了發(fā)光元件570，它由作為基片的一個(gè)子座(sub-mount)520和安裝在該子座上的倒裝晶片100構(gòu)成。
引線框架50由用于將電壓加在該發(fā)光元件570上的一根金屬接線柱51和一根金屬桿53組成。該金屬桿53具有一個(gè)反光部分55，和安放該發(fā)光元件570的平面部分54。一個(gè)樹脂罩40將該發(fā)光元件570封閉起來(lái)。利用銀膏或任何其他適當(dāng)?shù)牟牧?，將該發(fā)光元件570的底部表面527焊接在該金屬桿53上，從而使該底部表面與金屬桿電氣上連接起來(lái)。在上述子座520的一個(gè)暴露部分528上，形成一個(gè)電極521。該電極521，利用金絲57，通過(guò)金絲焊接，與該金屬接線柱51連接。
由該倒裝晶片100發(fā)出的光，從放置在第一個(gè)主要表面上的一個(gè)正電極反射出來(lái)，通過(guò)放置在第二個(gè)主要表面上的一個(gè)藍(lán)寶石襯底，再發(fā)射至外面去。因此，該反射晶片100是表面向下地安裝在該子座520上，使得該第一個(gè)主要表面也表面朝下。
其次，說(shuō)明作為基片的子座520。圖12A為安裝倒裝晶片100之前的該子座520的平面圖；圖12B為安裝該倒裝晶片100之后的該子座520的平面圖；而圖12C為安裝該倒裝晶片100之后的該子座520的橫截面圖。
該子座520可由例如一塊導(dǎo)電的半導(dǎo)體基片制成。該子座520的上表面，除了部分523以外，覆蓋著一層由SiO2制成的絕緣薄膜524，在該部分523，釬焊一塊微小的金凸塊533，以便與上述倒裝晶片100的正電極連接。再利用鋁氣相沉積法，在上述絕緣薄膜524上，形成一個(gè)負(fù)電極521。在該負(fù)電極521上，形成一個(gè)該負(fù)電極521與上述金屬接線柱51，用金屬絲焊接方法連接的焊接區(qū)；和一個(gè)在該負(fù)電極521上釬焊一塊微小的金凸塊531，以便與該倒裝晶片100的負(fù)電極連接的區(qū)域。
通常，為了進(jìn)行金絲焊接，必需形成一個(gè)直徑至少為100微米(μm)的圓形的焊接區(qū)；或者每一個(gè)側(cè)邊長(zhǎng)度至少為100微米的一個(gè)方形的焊接區(qū)。為了在上述子座520的暴露部分528上，形成這樣的一個(gè)焊接區(qū)，以便形成電極521(如圖12B所示)，上述形狀的方形的倒裝晶片100，必需放置在該子座520上，偏向一個(gè)側(cè)邊的一個(gè)位置上。即由于該暴露部分528必需具有一個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域，或更大的區(qū)域，因此，當(dāng)將該倒裝晶片100放置在該子座520上時(shí)，不可能使該倒裝晶片100的中心P2，與該子座520的中心P501重合；并且，也不可能使該倒裝晶片100的中心軸線(在圖12B中，用點(diǎn)劃線B-B表示)，與該子座520的中心軸線(在圖12A和圖12B中，用點(diǎn)劃線A-A表示)重合。另外，當(dāng)將發(fā)光元件570放置在面積基本上與該發(fā)光元件570的面積相同的上述金屬桿53的平面部分54上時(shí)，該子座520的中心線A-A，不可避免地與拋物面形狀的上述金屬桿53的反光部分55的中心軸線(在圖13中，用點(diǎn)劃線D-D表示)重合。
如上所述，該子座520必需有一個(gè)暴露部分528，以便形成作為用于在上述倒裝晶片100和金屬接線柱51之間進(jìn)行金絲焊接的焊接區(qū)的電極521。因此，該子座520的形狀為矩形。另外，該倒裝晶片100是偏置式地放置在該子座520上的，該倒裝晶片100的中心軸線，與上述引線框架50中的金屬桿53的反光部分55的中心軸線偏離。這樣，通常的發(fā)光二極管5的缺點(diǎn)是，其光強(qiáng)度隨著觀看的位置而變化，即根據(jù)是從右邊或左邊，從上邊或下邊看該二極管5的不同，該二極管的光強(qiáng)度也不同。另外，由于上述引線框架50中的金屬桿53的平面部分54的面積小，因此，不可避免地該子座520的面積也小。因此，如果使用的設(shè)計(jì)是，該倒裝晶片100放置在子座520上，使倒裝晶片100的中心軸線與該矩形的子座520的中心軸線重合，并且能保證有用于連接電極的上述暴露部分，則該倒裝晶片100的尺寸要減??；這樣，可能得不到所要求的亮度。
考慮到上述的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種不論觀看的位置如何光強(qiáng)度都是恒定不變的發(fā)光二極管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是要提供一種倒裝晶片的面積為最大的發(fā)光二極管，以便當(dāng)在該子座上保證有用于進(jìn)行電氣連接的一個(gè)電極區(qū)時(shí)，也可保證高的亮度。
本發(fā)明還有一個(gè)目的，是要提供一種總的尺寸小，壽命長(zhǎng)和可用簡(jiǎn)單的方法制造的發(fā)光二極管。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種具有倒裝晶片式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光二極管，包括一個(gè)矩形的倒裝晶片；和一個(gè)在其上放置倒裝晶片的矩形子座，子座的一個(gè)較短的側(cè)邊，比倒裝晶片的對(duì)角線長(zhǎng)；倒裝晶片放置在子座上，使倒裝晶片的一個(gè)側(cè)邊，與子座的一個(gè)相應(yīng)側(cè)邊相交。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種具有倒裝晶片式半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光二極管，包括一個(gè)基本上為方形的倒裝晶片；和一個(gè)在其上放置倒裝晶片的基本上為方形的子座；倒裝晶片按照下述位置和姿勢(shì)放置在子座上，該位置和姿勢(shì)是通過(guò)將倒裝晶片的中心點(diǎn)和中心軸線重疊在子座的中心點(diǎn)和中心軸線上，接著使倒裝晶片圍繞著其中心點(diǎn)回轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度而得到的。這里術(shù)語(yǔ)“基本上為方形”包括這樣一類圖形稍偏離正方形的平形四邊形、梯形或矩形。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該預(yù)先確定的角度大約為45°。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，該子座由一塊半導(dǎo)體基片制成，并且，在半導(dǎo)體基片內(nèi)，形成一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)的二極管。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管位于子座的一個(gè)上部暴露區(qū)域的下面。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，子座由一塊半導(dǎo)體基片制成，在基片的上表面上，形成一層絕緣薄膜，并且，倒裝晶片的二個(gè)引線電極中的至少一個(gè)引線電極，作在絕緣薄膜上，該至少一個(gè)引線電極位于放置倒裝晶片之后留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，半導(dǎo)體基片的一個(gè)底部表面，可以作為倒裝晶片的二個(gè)引線電極中的一個(gè)引線電極，并且，半導(dǎo)體基片直接與用于容納半導(dǎo)體基片和將電壓加在倒裝晶片上的一個(gè)引線框架連接。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，半導(dǎo)體基片是絕緣的，而倒裝晶片的二個(gè)引線電極，作在子座上，位于放置倒裝晶片之后留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，子座是絕緣的，而倒裝晶片的二個(gè)引線電極，作在子座上，位于放置倒裝晶片之后，留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，在子座的該上部暴露區(qū)域上，作有一個(gè)用于檢測(cè)子座位置或姿勢(shì)的標(biāo)記。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，在子座上，形成一個(gè)用于反射從倒裝晶片發(fā)出的光的反光薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，在子座上，形成一個(gè)該倒裝晶片的引線電極，該引線電極還可作為反射從倒裝晶片發(fā)出的光的一個(gè)反光薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，二個(gè)引線電極覆蓋在倒裝晶片下面的一個(gè)區(qū)域，并可作為反射從倒裝晶片發(fā)出的光的反光薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，二個(gè)引線電極基本上覆蓋子座的整個(gè)上表面，并可作為反射從倒裝晶片發(fā)出的光的反光薄膜。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的該發(fā)光二極管中，由于該倒裝晶片放置在該子座上，當(dāng)相對(duì)該子座轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，在該子座的四個(gè)拐角處，出現(xiàn)沒有被該倒裝晶片覆蓋的暴露區(qū)域。用于金絲焊接的電極可以作在該暴露區(qū)域中。因此，當(dāng)該倒裝晶片的面積最大時(shí)，可將該倒裝晶片的光學(xué)軸線，近似地放置在該子座的中心上。結(jié)果，當(dāng)將該子座放置在一個(gè)引線框架上時(shí)，該倒裝晶片的光學(xué)軸線，大致與該引線框架的中心重合。換句話說(shuō)，該倒裝晶片的光學(xué)軸線，與一個(gè)發(fā)光體的中心軸線重合，這樣，不需要犧牲亮度，可使光強(qiáng)度分布均勻。
在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的發(fā)光二極管中，該基本上為方形的倒裝晶片，按下述位置和姿勢(shì)，放置在該基本上為方形的子座上。該位置和姿勢(shì)是通過(guò)將該倒裝晶片的中心點(diǎn)和中心軸線，重疊在該子座的中心點(diǎn)和中心軸線上；接著，再使該倒裝晶片，圍繞其中心點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)先確定的角度得到的。因此，即使當(dāng)該基本上為方形的倒裝晶片，放置在該基本上為方形的子座上，使它們的中心彼此重合時(shí)，在該子座上，也可形成三角形的暴露區(qū)域，而引線電極可以作在該區(qū)域中。結(jié)果，不需要減小該倒裝晶片的尺寸，就可將該倒裝晶片放置在該子座上，使倒裝晶片與子座的中心彼此重合；并且可以保證在該子座上有用于形成引線電極的上部暴露區(qū)域。
另外，由于該子座的形狀基本上為方形，因此，可將帶有該倒裝晶片的子座放置在一個(gè)引線框架上，使該子座的中心和中心軸線，與該引線框架的拋物面的中心和中心軸線重合。結(jié)果，不論觀察位置如何，都可使光強(qiáng)度恒定不變。由于該子座面積與上述拋物面的面積之比，可以做成最大，因此可以增大該倒裝晶片本身的尺寸。因此，不需要增大該發(fā)光二極管本身的尺寸，就可增加亮度。
在根據(jù)本發(fā)明的第三方面的發(fā)光二極管中，由于該倒裝晶片的回轉(zhuǎn)角度大約為45°，因此，該倒裝晶片的面積與該子座面積之比，可以達(dá)到最大，該發(fā)光二極管的亮度還可進(jìn)一步提高。
在根據(jù)本發(fā)明的第四方面的發(fā)光二極管中，該子座由一塊半導(dǎo)體基片制成，并且在該半導(dǎo)體基片內(nèi)，形成一個(gè)用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管。該用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管(例如齊納二極管)與該發(fā)光二極管并聯(lián)，因此，可以防止由于電壓過(guò)大造成發(fā)光二極管損壞，從而可以提高該發(fā)光二極管的壽命。
在根據(jù)本發(fā)明的第五方面的發(fā)光二極管中，由于在該半導(dǎo)體基片內(nèi)形成的過(guò)電壓保護(hù)的二極管，位于該子座的一個(gè)上部暴露區(qū)域中的下面，熱量容易從該過(guò)電壓保護(hù)二極管發(fā)散出去，因此，可防止該過(guò)電壓保護(hù)二極管受熱損壞。特別是，由于該過(guò)電壓保護(hù)二極管位于形成供該倒裝晶片與該子座連接的金凸塊區(qū)域的外面，使該過(guò)電壓保護(hù)二極管不受該金凸塊產(chǎn)生的熱的影響，因此，可以有效地防止該過(guò)電壓保護(hù)的二極管受熱損壞。
在根據(jù)本發(fā)明的第六方面的發(fā)光二極管中，電極可以作在該絕緣薄膜上，而半導(dǎo)體元件(例如，用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管)可以作在該半導(dǎo)體基片內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的第七方面的發(fā)光二極管中，構(gòu)成該子座的半導(dǎo)體基片的底部表面，可作為該倒裝晶片的二個(gè)引線電極中的一個(gè)引線電極；并且，該半導(dǎo)體基片直接與用于容納該半導(dǎo)體基片，和將電壓加在該倒裝晶片上的一個(gè)引線框架連接。這個(gè)結(jié)構(gòu)不需要在該子座上形成該倒裝晶片的一個(gè)引線電極。
在根據(jù)本發(fā)明的第八方面的發(fā)光二極管中，構(gòu)成該子座的半導(dǎo)體基片是絕緣的，并且，該倒裝晶片的二個(gè)引線電極作在該子座上，位于在放置該倒裝晶片之后，留下的該子座上的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。由于該子座所用的半導(dǎo)體基片可以是絕緣的，因此，制造材料的選擇范圍寬了。
在根據(jù)本發(fā)明的第九方面的發(fā)光二極管中，該子座是絕緣的，并且該倒裝晶片的二個(gè)引線電極作在該子座上，位于在放置該倒裝晶片后留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。因此，該引線電極可用金屬絲焊接方法，焊接在用于將電壓加在該倒裝晶片上的引線框架上。
在根據(jù)本發(fā)明的第十方面的發(fā)光二極管中，由于檢測(cè)該子座的位置或姿勢(shì)的標(biāo)記，作在該子座的上部暴露區(qū)域中，因此，容易使該倒裝晶片和子座對(duì)準(zhǔn)；并且，在將該子座與上述引線框架用金絲焊接法連接的操作過(guò)程中，容易控制該子座的位置和方向。
在根據(jù)本發(fā)明的第十一方面的發(fā)光二極管中，該反光薄膜反射從該倒裝晶片發(fā)出的光，因此，可將光有效地放射至外面去。
在根據(jù)本發(fā)明的第十二，第十三和第十四方面的發(fā)光二極管中，由于該倒裝晶片的引線電極，可用于反射從該倒裝晶片發(fā)出的光，因此，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化，并且，可以有效地將光發(fā)射至外面去。
圖1A～1C和圖2A～2C為表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖3A和3B為表示在本發(fā)明中所使用的一個(gè)倒裝晶片式發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖4A～4D和圖5為表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖6A～6D和圖7為表示根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖8為第一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖9為第2至第4個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖10A～10C和圖11A和11B為表示根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖12A～12C和圖13為表示通常的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
現(xiàn)在通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
首先來(lái)說(shuō)明圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管1。
在說(shuō)明發(fā)光二極管1之前，將要說(shuō)明在本實(shí)施例中使用的、由氮化鎵化合物半導(dǎo)體制成的一種倒裝晶片100的結(jié)構(gòu)。圖3A和3B分別表示該倒裝晶片100的橫截面圖和平面圖。標(biāo)號(hào)101表示一個(gè)藍(lán)寶石襯底；102表示由氮化鋁(AlN)制成的一個(gè)緩沖層；103表示由摻入硅(Si)的載體密度(Carrierdensity)高的氮化鎵(GaN)制成的氮化鎵化合物的n-型半導(dǎo)體層；104表示由InxGa1-xN(0＜x＜1)制成的一個(gè)活性層；107表示包括由p-型AlyGa1-yN(0＜y＜1)制成的一個(gè)p-型包覆層105，和由p-型氮化鎵(GaN)制成的一個(gè)p-型接觸層106的氮化鎵化合物的p-型半導(dǎo)體層；110表示由鎳(Ni)制成的一個(gè)正電極；120表示由SiO2制成的一個(gè)絕緣保護(hù)薄膜；和130表示包括由銀(Ag)制成的一個(gè)金屬層131，和由鎳(Ni)制成的一個(gè)金屬層132的一個(gè)負(fù)電極。
在該倒裝晶片100中，該絕緣保護(hù)薄膜120覆蓋著通過(guò)腐蝕形成的該氮化鎵化合物的n-型半導(dǎo)體層103的側(cè)壁表面10，以及在該氮化鎵化合物n-型半導(dǎo)體層103上形成的相應(yīng)的各個(gè)層的側(cè)壁表面10。該絕緣保護(hù)薄膜120一直延伸，達(dá)到在上述氮化鎵化合物p-型半導(dǎo)體層107上形成的上述正電極110的露出的上表面。上述負(fù)電極130作在該絕緣保護(hù)薄膜120上，使該負(fù)電極130從上述氮化鎵化合物n-型半導(dǎo)體層103的露出上表面出發(fā)，沿著該絕緣保護(hù)薄膜120，向上延伸。
圖1A為子座20的平面圖。圖1B為沿著圖1A中的點(diǎn)劃線A-A所取的該子座20的垂直截面圖。該點(diǎn)劃線A-A也代表通過(guò)該子座20的中心P1的一條中心軸線。圖1C為從底面或電極一側(cè)看的該倒裝晶片100的平面圖。圖1D為與圖1C相應(yīng)的平面圖，但處在該倒裝晶片100繞中心P2回轉(zhuǎn)一個(gè)角度R的狀態(tài)。在本實(shí)施例中，該角R大約為45°。圖2A為發(fā)光元件70的平面圖，圖中，該倒裝晶片100在安裝在該子座20上之后，圍繞中心P2回轉(zhuǎn)大約45°，使該子座20的中心軸線A-A與倒裝晶片100的中心軸線B-B重合。圖2B是沿著圖2A的點(diǎn)劃線C-C所取的該發(fā)光元件70的垂直截面圖。圖2C為示意性地表示根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管1的外形和結(jié)構(gòu)的垂直截面圖，圖中，該發(fā)光元件70安裝在上述引線框架50上。
作為基片的該子座20，由絕緣材料(例如，陶瓷或樹脂)制成。形狀均為帶狀的一個(gè)正電極21和一個(gè)負(fù)電極23，通過(guò)鋁氣相沉積，作在該子座20的表面上。具體地說(shuō)，該正電極21和負(fù)電極23，作在由于該倒裝晶片100回轉(zhuǎn)大約45°放置所形成的直角等腰三角形28(圖2A中的打陰影線的區(qū)域)形狀的上部暴露區(qū)域28中。該正電極21，從對(duì)角線上相對(duì)的二個(gè)拐角中的一個(gè)拐角，延伸至放置該倒裝晶片100的正電極110的一個(gè)區(qū)域中；而該負(fù)電極23，則從另一個(gè)拐角，延伸至放置該倒裝晶片100的負(fù)電極130的一個(gè)區(qū)域中。
上述發(fā)光元件70按下述方法裝配。首先，將該倒裝晶片100按照?qǐng)D2所示的姿勢(shì)，放置在該子座20的一個(gè)位置上。該位置和姿勢(shì)是通過(guò)該倒裝晶片100，從該子座20的中心P1與該倒裝晶片100的中心P2重合，和該子座20的中心軸線A-A與該倒裝晶片100的中心軸線B-B重合的位置，圍繞該中心P1轉(zhuǎn)動(dòng)45°而得到的。在這個(gè)位置上，該倒裝晶片100的正電極110，通過(guò)一個(gè)微小的金凸塊31，與該子座20的正電極21電氣上連接并釬焊在一起；而該倒裝晶片100的負(fù)電極130，則通過(guò)一個(gè)微小的金凸塊33，與該子座20的負(fù)電極23電氣上連接，并釬焊在一起。這樣，該倒裝晶片100就固定地安裝在該子座20上了。
從一根金屬接線柱51伸出的一條金絲57，與作在該子座20上的該正電極21的一個(gè)焊接區(qū)25焊接在一起；而從一根金屬桿53伸出的一條金絲58，與作在該子座20上的負(fù)電極23的焊接區(qū)27焊接在一起。該發(fā)光元件70放置在上述引線框架50中的金屬桿53的一個(gè)拋物面反光部分55上，使該發(fā)光元件70的中心軸線，與該拋物面反光部分55的中心軸線重合(如圖2C中的點(diǎn)劃線D-D所示)。接著，使用一個(gè)樹脂罩40，將該引線框架50和發(fā)光元件70封閉起來(lái)。
上述結(jié)構(gòu)可以用來(lái)制造一個(gè)倒裝晶片100、子座20、拋物面反光部分55和樹脂罩40的所有中心軸線都互相重合的發(fā)光二極管1。因此，該發(fā)光二極管1可以提供，不論觀察位置如何，都是恒定不變的光強(qiáng)度；即在與該發(fā)光二極管1的中心軸線垂直的平面上，該發(fā)光二極管1的亮度均勻或亮度固定不變。另外，不需要增大該發(fā)光二極管1本身的尺寸，就可以增大該倒裝晶片100的尺寸，以增加亮度。
下面，將參照?qǐng)D4A～4D和圖5來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管2。
圖4A為子座220的平面圖。圖4B為沿著圖4A中的點(diǎn)劃線A-A所取的子座220的垂直截面圖。圖4C為發(fā)光元件270的平面圖，圖中，倒裝晶片100這樣安裝在該子座220上在放置倒裝晶片100，使得通過(guò)該子座220的中心P201的中心軸線A-A，與通過(guò)該倒裝晶片100的中心P2的中心軸線B-B重合之后，圍繞倒裝晶片中心P2回轉(zhuǎn)大約45°。圖4D為沿著圖4C的點(diǎn)劃線C-C所取的發(fā)光元件270的垂直截面圖。圖5為示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管2的外形和結(jié)構(gòu)的垂直截面圖，圖中，該發(fā)光元件270安裝在上述引線框架50上。第二個(gè)實(shí)施例的該倒裝晶片100的結(jié)構(gòu)，與圖1C，1D，3A和3B所示的第一個(gè)實(shí)施例的倒裝晶片結(jié)構(gòu)相同。
作為基片的該子座220，由一種絕緣半導(dǎo)體基片(例如，硅(Si)基片240)制成。作為下面一層的一個(gè)p-型半導(dǎo)體層243，通過(guò)摻入第III族元素，作在該硅基片240上。接著，通過(guò)摻入第V族元素，在該倒裝晶片100的正電極110，通過(guò)一個(gè)微小的金凸塊231與之焊接在一起的一個(gè)部分上，形成一個(gè)n-型半導(dǎo)體層241。這樣形成的p-型半導(dǎo)體層243和n-型半導(dǎo)體層241構(gòu)成一個(gè)pn結(jié)的二極管。當(dāng)該倒裝晶片100的正電極110，與該n-型半導(dǎo)體層241連接；而該倒裝晶片100的負(fù)電極130，與該p-型半導(dǎo)體層243連接時(shí)，該pn結(jié)二極管可起一個(gè)齊納(穩(wěn)壓)二極管作用。該齊納二極管的前向工作電壓，最好低于該倒裝晶片100的反向擊穿電壓；并且，該齊納二極管的反向擊穿電壓，最好高于該倒裝晶片100的工作電壓，但低于該倒裝晶片100的前向擊穿電壓。
接著，該子座220的整個(gè)上表面，用SiO2制成的絕緣薄膜224覆蓋。每個(gè)形狀都是帶狀的一個(gè)正電極221和一個(gè)負(fù)電極223，通過(guò)鋁氣相沉積，作在該子座220的表面上。具體地說(shuō)，該正電極221和負(fù)電極223，作在該倒裝晶片100回轉(zhuǎn)大約45°放置以后，留下的三角形上部暴露區(qū)域中。該正電極221從在對(duì)角線方向上相對(duì)的二個(gè)拐角中的一個(gè)拐角出發(fā)，延伸至放置該倒裝晶片100的正電極110的區(qū)域；而該負(fù)電極223則從另一個(gè)拐角出發(fā)，延伸至放置該倒裝晶片100的負(fù)電極130的區(qū)域中。另外，通過(guò)腐蝕絕緣薄膜224上形成微小金凸塊231的該正電極221的一部分，作出一個(gè)達(dá)到該n-型半導(dǎo)體層241的窗口。同樣，通過(guò)腐蝕絕緣薄膜224上形成微小金凸塊233的該負(fù)電極223的一部分，作出一個(gè)可達(dá)到該p-型半導(dǎo)體層243的窗口。
發(fā)光元件270按下述方式裝配。首先，按照這樣一個(gè)位置和姿勢(shì)，將該倒裝晶片100放置在該子座220上。該位置和姿勢(shì)是使該倒裝晶片100，從通過(guò)該子座220的中心P201的中心軸線A-A，與通過(guò)該倒裝晶片100的中心P2的中心軸線B-B重合的位置，圍繞該倒裝晶片100的中心P2回轉(zhuǎn)45°得到的。在這個(gè)位置上，該倒裝晶片100的正電極110，通過(guò)該微小的金凸塊231，電氣上與該子座220的正電極221，和該子座220的n-型半導(dǎo)體層241連接和釬焊在一起。同樣，該倒裝晶片100的負(fù)電極130，通過(guò)上述微小的金凸塊233，與該子座220的負(fù)電極223，和該子座220的p-型半導(dǎo)體層243，電氣上連接和釬焊在一起。這樣，該倒裝晶片100就固定地安裝在該子座220上了。
從上述金屬接線柱51伸出的金絲57，與作在該子座220上的正電極221的焊接區(qū)部分225焊接在一起；而從上述金屬桿53伸出的金絲58，則與作在該子座220上的正電極223的焊接區(qū)部分227焊接在一起。發(fā)光元件270放置在上述引線框架50的拋物面反光部分55上，使該發(fā)光元件270的中心軸線，與該拋物面反光部分55的中心軸線重合(如圖5中的點(diǎn)劃線D-D所示)。接著，利用樹脂罩40將該引線框架50和發(fā)光元件270封閉起來(lái)。
如第一個(gè)實(shí)施例的情況一樣，上述結(jié)構(gòu)可以用于制造出不論觀察位置如何，光強(qiáng)度都恒定不變的一種發(fā)光二極管2。另外，不需要增大該發(fā)光二極管2本身的尺寸，而可以增大該倒裝晶片100的尺寸，以提高亮度。此外，由于在該子座220中包括一個(gè)齊納二極管，因此，不需要作為一個(gè)附加零件，配置齊納二極管，即可防止該發(fā)光二極管2因電壓過(guò)大而損壞，該發(fā)光二極管2的壽命提高。
下面，再參見圖6A-6D和圖7來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管3。
圖6A為子座320的平面圖。圖6B為沿著圖6A的點(diǎn)劃線A-A所取的該子座320的垂直截面圖。圖6C為發(fā)光元件370的平面圖，圖中，該倒裝晶片100在安裝在該子座320上之后，圍繞著其中心P2回轉(zhuǎn)大約45°，使通過(guò)該子座320的中心P301的中心軸線A-A，與通過(guò)該倒裝晶片100的中心P2的中心軸線B-B重合。圖6D為沿著圖6C中的點(diǎn)劃線C-C所取的，該發(fā)光元件370的垂直截面圖。圖7為示意性表示根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管3的外形和結(jié)構(gòu)的垂直截面圖，圖中，該發(fā)光元件370安裝在上述引線框架50上。第三個(gè)實(shí)施例中的倒裝晶片100的結(jié)構(gòu)，與圖1C，1D，3A和3B所示的第一個(gè)實(shí)施例中的倒裝晶片結(jié)構(gòu)相同。
作為基片的子座320，由硅(Si)基片343制成。在該硅基片中混入了第III族元素，因此，該硅基片可作為一個(gè)p-型半導(dǎo)體的下面一層。接著，通過(guò)摻入第V族元素，在該倒裝晶片100的正電極110，通過(guò)一個(gè)微小的金凸塊331與之焊接的一部分上，形成一個(gè)n型半導(dǎo)體層341。這樣形成的p-型半導(dǎo)體層和n-型半導(dǎo)體層，構(gòu)成一個(gè)pn-結(jié)二極管，該二極管可以作為一個(gè)齊納二極管。由于齊納二極管的作用已在第二個(gè)實(shí)施例中作了說(shuō)明，因此，其說(shuō)明從略。
接著，該子座320的整個(gè)上表面，用SiO2制成的絕緣薄膜324覆蓋。帶狀的一個(gè)正電極321，作在該絕緣薄膜324上，并位于該倒裝晶片100回轉(zhuǎn)大約45°放置后，留下的該絕緣薄膜324上的一個(gè)三角形暴露區(qū)域中。該正電極321從該三角形暴露區(qū)的一個(gè)相應(yīng)拐角，延伸至放置該倒裝晶片100的正電極110的區(qū)域中。另外，通過(guò)腐蝕絕緣薄膜324上，形成上述微小的金凸塊331的該正電極321的一部分，作出一個(gè)可達(dá)到上述n-型半導(dǎo)體層341的窗口。同樣，通過(guò)腐蝕該絕緣薄膜324上，形成上述微小的金凸塊333的一部分，作出可達(dá)到上述p-型半導(dǎo)體層343的一個(gè)窗口。
發(fā)光元件370按照下述方式裝配。首先，將該倒裝晶片100，按照這樣一個(gè)位置和姿勢(shì)放置在該子座320上。該位置和姿勢(shì)是該倒裝晶片100，從通過(guò)該子座320的中心P301的軸線A-A，與通過(guò)該倒裝晶片100的中心P2的中心軸線B-B重合的位置，圍繞該倒裝晶片100的中心P2，回轉(zhuǎn)45°所得到的。在這個(gè)位置上，該倒裝晶片100的正電極110，通過(guò)上述微小的金凸塊331，與該子座320的正電極321，和該子座320的n-型半導(dǎo)體層341，電氣上連接和釬焊在一起。同樣，該倒裝晶片100的負(fù)電極130，通過(guò)上述微小的金凸塊333，與該子座320的負(fù)電極323，和該子座320的p-型半導(dǎo)體層343，電氣上連接并釬焊在一起。這樣，該倒裝晶片100固定地安裝在該子座320上。
從上述金屬接線柱51伸出的金絲57，與作在該子座320上的該正電極321的焊接區(qū)325焊接在一起。另外，由于作為負(fù)電極的該子座320，由導(dǎo)電的半導(dǎo)體基片制成，該子座320的底部表面327，通過(guò)使用銀膏或任何其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電的焊接材料，與上述金屬桿53的平面部分54焊接，并與該平面部分電氣上連接。該發(fā)光元件370放置在上述引線框架50的金屬桿53上的拋物面反光部分55上，使該發(fā)光元件370的中心軸線，與該拋物面發(fā)光部分55的中心軸線重合(如圖7中的點(diǎn)劃線D-D所示)。接著，利用樹脂罩40，將該引線框架50和發(fā)光元件370封閉起來(lái)。這樣，就完成了該發(fā)光二極管3的裝配。
如第一個(gè)實(shí)施例的情況一樣，上述結(jié)構(gòu)可以用于制造，不論觀察位置如何，光強(qiáng)度都恒定不變的發(fā)光二極管3。另外，不需要增大該發(fā)光二極管3本身的尺寸，可以增大該倒裝晶片100的尺寸，使亮度提高。另外，由于如同在第二個(gè)實(shí)施例的情況下一樣，在該子座320中包括一個(gè)齊納二極管，不需要作為一個(gè)附加零件，配置一個(gè)齊納二極管，因此可防止由于電壓過(guò)大造成該發(fā)光二極管3損壞，從而可提高該發(fā)光二極管3的壽命。再者由于該子座320是由導(dǎo)電的半導(dǎo)體基片制成的，因此，該子座320的底部表面327，可以用作與上述金屬桿53連接的電極。這樣，只需要形成一個(gè)電極，然后通過(guò)金屬絲焊接方法，進(jìn)行金絲焊接；因此，發(fā)光二極管3的制造過(guò)程可以簡(jiǎn)化。如果需要的話，可在該子座320的底部表面327上，用氣相沉積法，沉積一層金。
下面，再參照?qǐng)D10A～10C和圖11A和11B，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。
圖10A為倒裝晶片100的平面圖。圖10B為子座420的平面圖。圖10C為表示該倒裝晶片100的分層結(jié)構(gòu)的橫截面圖。圖11A為發(fā)光元件470的平面圖，圖中，該倒裝晶片100這樣安裝在上述子座420上在安放成使通過(guò)該子座420的中心P401的中心軸線A-A與通過(guò)該倒裝晶片100的中心P2的中心軸線B-B重合之后，圍繞著中心P2回轉(zhuǎn)大約45°。圖11B為沿著圖11A中的折線C-C所取的，該發(fā)光元件470的橫截面圖。
如圖10A所示，在該倒裝晶片100上，作出一個(gè)正電極110和一個(gè)負(fù)電極130。每一個(gè)電極都具有銠(Rh)和金(Au)的一個(gè)二層結(jié)構(gòu)。其他的層與圖3A和3B所示的其他層一樣；而在圖10A中，與圖3所示的相應(yīng)層的功能相同的層，用相同的標(biāo)號(hào)表示。在本實(shí)施例中，沒有使用絕緣薄膜120。電極110和130可以用銠和金的合金制成。
作為基片的子座420，由硅(Si)基片443制成。在該硅基片443中，混入了雜質(zhì)(例如，一種第V族元素)，因此，該硅基片443可起一個(gè)n-型半導(dǎo)體的下面層的作用。接著，通過(guò)摻入第III族元素，在該倒裝晶片100的負(fù)電極130通過(guò)一個(gè)微小的金凸塊433與之焊接在一起的一個(gè)部分上，形成一個(gè)p-型半導(dǎo)體層441，在該部分沒有倒裝晶片100，并且該部分在負(fù)極421之下。這樣形成的p-型半導(dǎo)體層和n-型半導(dǎo)體層，構(gòu)成一個(gè)pn-結(jié)二極管，該二極管起一個(gè)齊納二極管的作用。雖然，導(dǎo)電式的齊納二極管，與第二和第三個(gè)實(shí)施例中所述的齊納二極管的形式相反，但該齊納二極管的結(jié)構(gòu)和作用相同。因此，這里省略了齊納二極管的說(shuō)明。
接著，該子座420的整個(gè)上表面用SiO2制成的絕緣薄膜424覆蓋。通過(guò)鋁氣相沉積法，在該絕緣薄膜424上，形成可起反光薄膜作用的一個(gè)負(fù)電極421。該負(fù)電極421覆蓋由于該倒裝晶片100回轉(zhuǎn)大約45°放置所產(chǎn)生的四個(gè)上部暴露區(qū)域中的二個(gè)區(qū)域。即該負(fù)電極421是基本上在該子座420的上表面的整個(gè)下半部分上形成的(參見圖11A)。為了使該負(fù)電極421和該倒裝晶片100的負(fù)電極130連接起來(lái)，在該負(fù)電極421上形成一個(gè)微小的金凸塊433。另外，通過(guò)鋁氣相沉積法，在該絕緣薄膜424上，形成也可起反光薄膜作用的一個(gè)正電極422，以便基本上覆蓋該子座420的上表面的整個(gè)上半部分(見圖11A)。在該絕緣薄膜424上作有窗口，使該正電極422可以通過(guò)該窗口，與n-型半導(dǎo)體層(半導(dǎo)體基片)443電氣上連接起來(lái)。在該正電極422與上述窗口相應(yīng)的位置上，作有用于與該倒裝晶片100的正電極110連接的微小的金凸塊431a，431b和431c。倒裝晶片100的正電極110，通過(guò)該微小的金凸塊431a，431b和431c，與上述n-型半導(dǎo)體層443電氣上連接。p-型半導(dǎo)體層441，通過(guò)作在該絕緣薄膜424上的另一個(gè)窗口，與上述負(fù)電極421連接。
再在該負(fù)電極421上，作出一個(gè)直角標(biāo)記425。該標(biāo)記425是通過(guò)防止鋁氣相沉積在與該標(biāo)記相適應(yīng)的部分上，在與該標(biāo)記相應(yīng)的部分上，腐蝕沉積下來(lái)的鋁薄膜，或是另外將不同顏色的材料，用氣相沉積法，沉積在與該標(biāo)記相應(yīng)的部分上這樣形成的。該標(biāo)記425可用于使該倒裝晶片與該子座對(duì)準(zhǔn)；并且，在金絲焊接過(guò)程中，控制該子座的位置和方向。這樣，該發(fā)光二極管的制造可以簡(jiǎn)化。
如上所述，在本實(shí)施例中，由于都是由鋁制成的負(fù)電極421和正電極422，一起作在作為子座的半導(dǎo)體基片的整個(gè)絕緣薄膜上，因此，該負(fù)電極421和正電極422形成一個(gè)反光表面。這樣，從該倒裝晶片100發(fā)出的光，可以有效地從該反光表面上反射出去，使光可以有效地通過(guò)上述藍(lán)寶石襯底發(fā)射出去。
發(fā)光元件470，是在這樣的位置和姿勢(shì)下，通過(guò)該倒裝晶片100與該子座420的焊接，而組裝起來(lái)的。該位置和姿勢(shì)是通過(guò)該倒裝晶片100，從通過(guò)該子座420的中心P401的中心軸線A-A，與通過(guò)該倒裝晶片100的中心P2的中心軸線B-B重合的位置，圍繞該倒裝晶片100的中心P2回轉(zhuǎn)45°而得到的。焊接是利用由金制成的上述微小凸塊431a，431b，431c和433進(jìn)行的。
如在圖7中所示的情況一樣，從上述金屬接線柱51伸出的金絲57，與作在該子座420上的該負(fù)電極421上的焊接區(qū)域部分425焊接在一起。另外，由于該子座420是由導(dǎo)電的半導(dǎo)體基片制成的，作在該子座420的底部表面427上的一個(gè)金沉積層，可利用銀膏或其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電的焊接材料，與上述金屬桿53的平面部分54焊接在一起，與該平面部分電氣上連接起來(lái)。發(fā)光元件470放置在上述引線框架50中的金屬桿53的拋物面反光部分55上，使該發(fā)光元件470的中心軸線，與該拋物面反光部分55的中心軸線重合(如圖7中的點(diǎn)劃線D-D所示)。接著，利用樹脂罩40將該引線框架50，和發(fā)光元件470封閉起來(lái)。這樣，就完成了發(fā)光二極管3的裝配。
如在第一～第三個(gè)實(shí)施例的情況中一樣，上述結(jié)構(gòu)可以用于制造一個(gè)，不論觀察位置如何，光強(qiáng)度均為恒定不變的發(fā)光二極管3。另外，不需要增大發(fā)光二極管3本身的尺寸，就可以增大倒裝晶片100的尺寸，以提高亮度。此外，由于如同在第二個(gè)實(shí)施例的情況一樣，在該子座420內(nèi)包括了一個(gè)齊納二極管，因此，不需要作為一個(gè)附加零件放置一個(gè)齊納二極管。這樣，利用圖9所示的電路結(jié)構(gòu)，可防止由于電壓過(guò)大造成的發(fā)光二極管3損壞，因此，該發(fā)光二極管3的壽命提高。另外，還由于該子座420是由導(dǎo)電的半導(dǎo)體基片制成的，因此，可以利用該子座420的底部表面427，作為一個(gè)電極，與上述金屬桿53連接。這樣，只有一個(gè)電極需要通過(guò)金絲焊接法，形成電極和進(jìn)行金絲焊接；因此，發(fā)光二極管3的制造過(guò)程可以簡(jiǎn)化。
在本實(shí)施例，齊納二極管是在沒有被倒裝晶片覆蓋，和沒有形成金凸塊的部分上形成的。因此，可防止該齊納二極管由于該發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱，特別是在金凸塊上產(chǎn)生的熱損壞。另外，還由于該齊納二極管是在不要進(jìn)行金絲焊接的部分上形成的，因此，可防止該齊納二極管由于金絲焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱而損壞，或受到機(jī)械變形。
由于在該子座上形成一個(gè)鋁的反光薄膜，因此，光可以通過(guò)一個(gè)預(yù)定的發(fā)光表面，有效地發(fā)射出去。為了得到滿意的結(jié)果，最好使在該子座上形成的反光薄膜，在該倒裝晶片下面延伸。當(dāng)該反光薄膜作在該子座上，覆蓋不是位于倒裝晶片下面的部分的一些部分時(shí)，則整個(gè)背景表面的亮度可以提高。
雖然，該正電極422和負(fù)電極421，一起構(gòu)成該反光薄膜，但反光薄膜也可以與該正電極422和負(fù)電極421分開來(lái)制造。
在本發(fā)明中，該倒裝晶片放置在該子座上，同時(shí)相對(duì)該子座回轉(zhuǎn)；而用于金絲焊接的金絲電極，則作在該子座的三角形暴露部分中。因此，不需要減小該倒裝晶片的面積，就可將該倒裝晶片的光學(xué)軸線，放置在該子座的中心，使光強(qiáng)度分布均勻。
在第二至第四個(gè)實(shí)施例中，該子座是由一塊絕緣的半導(dǎo)體基片制成，因此，可在該基片表面上，作出金絲電極，而不需要在該子座表面上，形成絕緣薄膜。另外，還可以在該基片內(nèi)，形成一個(gè)齊納二極管。
在本實(shí)施例中，該倒裝晶片100的正電極110由鎳(Ni)和銠(Rh)/金(Au)的層或合金制成；而該倒裝晶片100的負(fù)電極130由鎳(Ni)/銀(Ag)或銠(Rh)/金(Au)的層或合金制成。然而，該正電極110可以是含有從下列元素組成的組中選擇出的至少一種金屬的一個(gè)單一一層的電極，該族元素為鉑(Pt)、鈷(Co)、金(Au)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、釩(V)、錳(Mn)、鉍(Bi)、錸(Re)、銅(Cu)、錫(Sn)和銠(Rh)，或者該正電極110可以是包含從上述的元素組中選擇的二種或多種金屬的一個(gè)多層電極。
另外，該負(fù)電極130可以為含有從下列元素組成的組中選擇出的至少一種金屬的單一一層電極；該族元素為鉑(Pt)、鈷(Co)、金(Au)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、釩(V)、銅(Cu)、錫(Sn)、銠(Rh)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鈮(Nb)、鋅(Zn)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)和鉿(Hf)；或者，該負(fù)電極的可以為包含從上述元素組中選擇的二種或多種金屬的多層電極。
雖然，在上述各個(gè)實(shí)施例中，該倒裝晶片100的回轉(zhuǎn)角度大約為45°，但該回轉(zhuǎn)角度可以是任意的，只要能保證有用于電極金絲焊接的暴露區(qū)域即可。另外，在上述實(shí)施例中，在放置了倒裝晶片之后留下的暴露區(qū)域形狀為直角等腰三角形，然而，該三角形的形狀可以是任意的。
上述絕緣薄膜224和324也不只限于由SiO2制成，可以由任何其他的絕緣材料(例如，氮化硅或氧化鈦)制成。上述微小凸塊和金絲的材料也不僅局限于金，也可以是其他的導(dǎo)電材料。在上述實(shí)施例中，該反光薄膜和起反光薄膜作用的正電極與負(fù)電極，是通過(guò)鋁氣相沉積法制造的；然而，該反光薄膜和正電極與負(fù)電極，可以用任何其他反光率大的導(dǎo)電材料制造。雖然，在第二個(gè)實(shí)施例中使用的子座220是由絕緣的硅基片制造的，但該子座220也可以用任何其他絕緣的半導(dǎo)體基片制造。雖然，在第三個(gè)實(shí)施例中使用的子座320，是由導(dǎo)電的硅基片制造的，但該子座320可以用能夠構(gòu)成p-型半導(dǎo)體層的任何其他材料制造。
另外，在第一至第三實(shí)施例中，該金屬桿53作為一個(gè)負(fù)端子使用，而金屬接線柱51作為一個(gè)正端子使用，而在第四實(shí)施例中，金屬桿53用作正端子，而金屬柱51用作負(fù)端子，這是一般的結(jié)構(gòu)形式。然而，該金屬桿53和金屬接線柱51的極性可以相反。在這種情況下，上述p-型和n-型半導(dǎo)體層的位置要顛倒過(guò)來(lái)。
用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管也不限于是齊納二極管，也可以使用其他適當(dāng)?shù)亩O管(例如，雪崩二極管)。
用于過(guò)電壓保護(hù)的工作電壓(齊納電壓)，最好設(shè)定為盡可能低的一個(gè)電壓，只要該工作電壓不低于使用中的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓Vf即可。例如，齊納電壓的下限＝發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓Vf+在大量生產(chǎn)的發(fā)光元件中，驅(qū)動(dòng)電壓Vf的變化+由于發(fā)光元件的溫度特性引起的驅(qū)動(dòng)電壓Vf的變化+在大量生產(chǎn)的齊納二極管中，齊納電壓的變化+由于齊納二極管溫度特性引起的齊納電壓的變化。通過(guò)使用這種設(shè)計(jì)參數(shù)，齊納電壓可以設(shè)定為6.2伏，發(fā)光二極管的靜電擊穿電壓為3000伏或更大。
發(fā)光二極管的分層結(jié)構(gòu)，不是只限于圖3A和3B所示的結(jié)構(gòu)。發(fā)光層可以使用單一量子阱(quantum well)結(jié)構(gòu)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)。
該發(fā)光二極管可以是一個(gè)激光管，即該發(fā)光二極管可以是一個(gè)表面發(fā)射的激光二極管。該發(fā)光二極管的基片不是僅局限于藍(lán)寶石襯底，而可以由其他材料制成，例如尖晶石、硅、碳化硅、氧化鋅、磷化鎵、砷化鎵、氧化鎂、或氧化錳。
該子座由半導(dǎo)體、硅、砷化鎵、碳化硅制成，但也可以使用其他半導(dǎo)體材料。
權(quán)利要求
1.一種具有倒裝晶片式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光二極管，包括一個(gè)矩形的倒裝晶片；和一個(gè)在其上放置所述倒裝晶片的矩形子座，所述子座的一個(gè)較短的側(cè)邊，比所述倒裝晶片的對(duì)角線長(zhǎng)；所述倒裝晶片放置在所述子座上，使所述倒裝晶片的一個(gè)側(cè)邊，與所述子座的一個(gè)相應(yīng)側(cè)邊相交。
2.一種具有倒裝晶片式半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光二極管，包括一個(gè)基本上為方形的倒裝晶片；和一個(gè)在其上放置所述倒裝晶片的基本上為方形的子座；所述倒裝晶片按照下述位置和姿勢(shì)放置在所述子座上，該位置和姿勢(shì)是通過(guò)將所述倒裝晶片的中心點(diǎn)和中心軸線重疊在所述子座的中心點(diǎn)和中心軸線上，接著使所述倒裝晶片圍繞著其中心點(diǎn)回轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度而得到的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管，其中，該預(yù)先確定的角度大約為45°。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，所述子座由一塊半導(dǎo)體基片制成，并且，在所述半導(dǎo)體基片內(nèi)，形成一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)的二極管。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管，其中，所述用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管位于所述子座的一個(gè)上部暴露區(qū)域的下面。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，所述子座由一塊半導(dǎo)體基片制成，在所述基片的上表面上，形成一層絕緣薄膜，并且，所述倒裝晶片的二個(gè)引線電極中的至少一個(gè)引線電極，作在所述絕緣薄膜上，該至少一個(gè)引線電極位于放置所述倒裝晶片之后，留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。
7.如權(quán)利要求4或6所述的發(fā)光二極管，其中，所述半導(dǎo)體基片的一個(gè)底部表面，可以作為所述倒裝晶片的二個(gè)引線電極中的一個(gè)引線電極，并且，所述半導(dǎo)體基片直接與用于容納所述半導(dǎo)體基片和將電壓加在所述倒裝晶片上的一個(gè)引線框架連接。
8.如權(quán)利要求4或5所述的發(fā)光二極管，其中，所述半導(dǎo)體基片是絕緣的，而所述倒裝晶片的二個(gè)引線電極，作在所述子座上，位于放置所述倒裝晶片之后，留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。
9.如權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，所述子座是絕緣的，而所述倒裝晶片的二個(gè)引線電極，作在所述子座上，位于放置所述倒裝晶片之后，留下的一個(gè)上部暴露區(qū)域中。
10.如權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，在所述子座的該上部暴露區(qū)域上，作有一個(gè)用于檢測(cè)所述子座位置或姿勢(shì)的標(biāo)記。
11.如權(quán)利要求1～10中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，在所述子座上，形成一個(gè)用于反射從所述倒裝晶片發(fā)出的光的反光薄膜。
12.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，在所述子座上，形成一個(gè)該倒裝晶片的引線電極，該引線電極還可作為反射從所述倒裝晶片發(fā)出的光的一個(gè)反光薄膜。
13.如權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光二極管，其中，所述二個(gè)引線電極覆蓋在所述倒裝晶片下面的一個(gè)區(qū)域，并可作為反射從所述倒裝晶片發(fā)出的光的反光薄膜。
14.如權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光二極管，其中，所述二個(gè)引線電極基本上覆蓋所述子座的整個(gè)上表面，并可作為反射從所述倒裝晶片發(fā)出的光的反光薄膜。
15.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管，其中，所述用于過(guò)電壓保護(hù)的二極管的形成區(qū)域不同于形成焊盤的區(qū)域。
全文摘要
一種發(fā)光二極管具有基本上為方形的倒裝晶片,按照下述位置和姿勢(shì)放置在方形的子座上。該位置和姿勢(shì)通過(guò)將該倒裝晶片的中心點(diǎn)和中心軸線重疊在子座的中心點(diǎn)和中心軸線上,接著再使該倒裝晶片,圍繞其中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)大約45°而得到。因此,在子座上形成多個(gè)三角形的暴露區(qū)域,倒裝晶片的二個(gè)引線電極可作在該區(qū)域中。結(jié)果,可將倒裝晶片放置在一個(gè)引線框架上,使倒裝晶片的中心軸線,與引線框架的拋物面的中心軸線重合。
文檔編號(hào)H01L33/38GK1264181SQ0010167
公開日2000年8月23日 申請(qǐng)日期2000年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月29日
發(fā)明者平野敦雄, 吉川幸雄, 手島圣貴 申請(qǐng)人:豐田合成株式會(huì)社, 株式會(huì)社光波