[發明專利]具有半導體薄膜的組合半導體裝置

有效

• 申請號: 201010143609.6
• 申請日: 2003-11-13
• 公開（公告）號: CN101800183A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 荻原光彥;藤原博之;安孫子一松;佐久田昌明
• 申請（專利權）人: 日本沖信息株式會社
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/60;H01L25/16;H01L23/52;B41J2/45
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧霽晨;李家麟

本申請是申請號為200310118175.4、發明名稱為“具有半導體薄 膜的組合半導體裝置”的申請(原申請日為2003年11月13日)的分 案申請。

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置，它可用在例如電子照相打印機的發光 二極管(LED)打印頭中。

背景技術

參考圖28，常規的LED打印頭900包括了一電路板901，其上面裝 配了具有電極焊盤903的多個LED陣列芯片902，以及具有電極焊盤905 的多個驅動器集成電路(IC)芯片904。電極焊盤903，905通過接合線 906互連，從驅動IC芯片904經接合線906向形成在LED陣列芯片902 中的LED907提供電流。驅動IC芯片904上的其它電極焊盤909通過其 它接合線911與電路板901上的接合焊盤910連接。

為了得到可靠的引線接合，電極焊盤903，905，909必須相當大， 如一百微米見方(100μm×100μm)，并且LED陣列芯片902必須具有 與驅動IC芯片904(典型250-300μm)大約相同的厚度，盡管LED陣 列芯片902的功能部分(LED?907)距離表面僅有約5μm的深度。為了 適應引線接合的需要，僅僅為了容納LED907，LED陣列芯片902就必須 比必要量要大許多和厚許多。這些要求提高了LED陣列芯片902的尺寸 和材料成本。

正如圖29中的平面圖所示，在每個LED陣列芯片902上電極焊盤903 可能必需排成交叉的形式。這種排列進一步增加了芯片面積，并且由于 增加了從一些LED907到它們的電極焊盤903的路徑長度而增加了相關的 電壓降。

還不得不增加驅動IC芯片904的尺寸來容納大量的接合焊盤905， 驅動IC芯片904通過接合焊盤905與LED陣列芯片902互連。

在日本尚未審查的專利申請公布號No10-063807(圖3-6，圖8和 段落0021)中公開了具有薄膜結構的發光元件，但是這些發光元件具有 焊料凸點的電極焊盤，經過它來提供電流。一個這種發光元件的陣列占 用與常規LED陣列芯片902基本上相同的面積。

發明內容

本發明的總的目的是減小半導體裝置的尺寸和材料成本。

更具體的目的是減小包含有發光元件陣列和它們的驅動電路的半導 體裝置的尺寸和材料成本。

本發明提供了一種集成半導體裝置，其中與襯底分開形成一對半導體 薄膜，然后將這對薄膜接合到襯底上。第一半導體薄膜包括至少一個半 導體器件。第二半導體薄膜包括了一集成電路和端子以驅動第一半導體 膜中的半導體器件。一單獨互連線從第一半導體薄膜延伸到第二半導體 薄膜，部分地經過襯底并且將第一半導體薄膜中的半導體器件與第二半 導體薄膜中的端子電連接。如果需要的話，可以提供電介質膜以使得單 獨互連線與部分半導體薄膜以及與襯底絕緣。

在第一半導體薄膜中的半導體器件可以是LED。該半導體薄膜可以包 括由位于第二半導體薄膜中的集成電路所驅動的LED陣列。與包含LED 陣列芯片和分離的驅動IC芯片的常規半導體裝置相比，本發明的半導體 裝置減少了材料成本，這是因為LED陣列和集成電路簡化成薄膜并且由 此減小了裝置的總體尺寸。因為取消了常規的用于互連LED和它們的驅 動電路的大的引線接合焊盤，并且因為減小了LED和它們的驅動電路之 間的距離，所以總體尺寸縮小了。

附圖說明

在附圖中：

圖1是示意性示出根據本發明第一實施例的部分集成LED/驅動IC芯 片的透視圖；

圖2是示意性示出圖1中的集成LED/驅動IC芯片的平面圖；

圖3是更詳細的示意性示出圖1中的部分集成LED/驅動IC芯片的平 面圖；

圖4是示意性示出圖3中的經過線S₄-S₄剖面部分的剖視圖；

圖5是半導體晶片的平面圖，在該晶片上根據本發明第一實施例制作 了集成LED/驅動IC芯片；

圖6A到6E是示意性示出制作圖1中的集成LED/驅動IC芯片的制作 工藝步驟的平面圖；

圖7是示意性示出在LED外延薄膜制作工藝中第一階段的剖視圖；

圖8是示意性示出在LED外延薄膜制作工藝中第二階段的剖視圖；

圖9是示意性示出在LED外延薄膜制作工藝中第三階段的剖視圖；