CN103765586A - 包含具有集成式静电放电保护的装置的固态换能器装置及相关联系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本文中揭示具有集成式静电放电保护的固态换能器装置及相关联系统与方法。在一个实施例中，一种固态换能器装置包含固态发射体及由所述固态发射体承载的静电放电装置。在一些实施例中，所述静电放电装置与所述固态发射体共享共同第一触点及共同第二触点。在进一步实施例中，固态照明装置与所述静电放电装置共享共同外延衬底。在更进一步实施例中，所述静电放电装置定位于所述固态照明装置与支撑衬底之间。

Description

包含具有集成式静电放电保护的装置的固态换能器装置及相关联系统与方法
技术领域
本发明技术大体来说针对于包含具有集成式静电放电保护的装置的固态换能器装置及相关系统与方法。
背景技术
固态照明(“SSL”)装置用于各种各样的产品及应用中。举例来说，移动电话、个人数字助理(“PDA”)、数码相机、MP3播放器及其它便携式电子装置利用SSL装置来进行背面照明。SSL装置也用于看板、室内照明、室外照明及其它类型的一股照明。SSL装置通常使用发光二极管(“LED”)、有机发光二极管(“OLED”)及/或聚合物发光二极管(“PLED”)而非电细丝、等离子或气体作为照明源。图1是常规氮化铟镓(InGaN)LED10的示意性横截面图，LED10包含衬底材料12(例如，硅)、N型氮化镓(GaN)14、GaN/InGaN多量子阱(“MQW”)16及P型GaN18。LED10还包含在P型GaN18上的第一触点20及在N型GaN14上的第二触点22。在制造期间，经由金属有机化学气相沉积(“MOCVD”)、分子束外延(“MBE”)、液相外延(“LPE”)、氢化物气相外延(“HVPE”)及/或其它外延生长技术在衬底材料12上形成N型GaN14、GaN/InGaN MQW16及P型GaN18，所述技术中的每一者通常是在高温下执行的。
图1中所展示的LED10的一个方面是静电放电(“ESD”)事件可导致对LED10的灾难性损坏且使LED10变得不可操作。因此，可期望减少ESD事件的效应。然而，用于减轻ESD的效应的常规方法通常包含将保护二极管连接到SSL装置，此需要额外连接步骤且可损害所得结构的电完整性。因此，仍需要可靠且具成本效益地制造具有抵抗ESD的适当保护的LED。
附图说明
图1是根据现有技术配置的发光二极管的一部分的横截面图。
图2是具有根据本发明所揭示技术的实施例配置及集成的静电放电装置的SSL装置的横截面图。
图3A到3G是根据本发明所揭示技术的实施例经历形成SSL装置及相关联静电放电装置的工艺的微电子衬底的一部分的横截面图。
图4是具有根据本发明所揭示技术的实施例配置及集成的静电放电装置的SSL装置的横截面图。
图5A及5B是根据本发明所揭示技术的实施例图4的SSL装置在操作期间的横截面图。
具体实施方式
下文描述代表性SST装置及制造SST装置的相关联方法的数个实施例的具体细节。术语“SST”通常指代固态换能器装置，其包含半导体材料作为活性介质以将电能转换成在可见光谱、紫外线光谱、红外线光谱及/或其它光谱中的电磁辐射。举例来说，SST包含固态发光体(例如，LED、激光二极管等)及/或除细丝、等离子或气体之外的其它发射源。在其它实施例中，SST可包含将电磁辐射转换成电的固态装置。术语固态发射体(“SSE”)通常指代将电能转换成在可见光谱、紫外线光谱、红外线光谱及/或其它光谱中的电磁辐射的固态组件或发光结构。SSE包含半导体LED、PLED、OLED及/或将电能转换成在所要光谱中的电磁辐射的其它类型的固态装置。下文在表示特定类型的SST装置的固态照明(SSL)装置的上下文中描述本发明所揭示技术的特定实例。在其它实施例中，所揭示技术适用于其它SST装置。相关领域的技术人员将理解，所述新的本发明所揭示技术可具有额外实施例，且此技术可不借助下文参考图2到5B所描述的实施例的数个细节来实践。
在特定实施例中，在固态发射体上形成静电放电装置，而不将所述静电放电装置预形成为独立单元并接着将所述静电放电装置作为一单元电附接及/或物理附接到SSE。因此，在固态发射体上形成静电放电装置可包含直接在固态发射体的半导体表面上或在中间表面(举例来说，导电及/或反射表面)上形成静电放电装置。在特定实施例中，从同一外延衬底形成固态发射体及静电放电装置两者。在其它实施例中，可在外延衬底上形成固态发射体，且可在固态发射体上形成静电放电装置，其中在完成所得SSL装置用于最终用途之前移除外延衬底。
图2是根据本发明所揭示技术的实施例配置的SSL装置200的横截面图。SSL装置200可包含安装到支撑衬底230或以其它方式由支撑衬底230承载的SSE202。SSL装置200进一步包含由SSE202承载的静电放电装置250。如下文将进一步描述，可将静电放电装置250制造为与SSL装置200(且特定来说，SSE202)成整体(例如)以改进可靠性及/或可制造性。
SSE202可包含第一半导体材料204、第二半导体材料208及第一半导体材料204与第二半导体材料208之间的作用区206。在一个实施例中，第一半导体材料204为P型氮化镓(“GaN”)材料，作用区206为氮化铟镓(“InGaN”)材料且第二半导体材料208为N型GaN材料。在其它实施例中，SSE结构202的半导体材料可包含以下各项中的至少一者：砷化镓(“GaAs”)、砷化铝镓(“AlGaAs”)、磷砷化镓(“GaAsP”)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、磷化镓(III)(“GaP”)、硒化锌(“ZnSe”)、氮化硼(“BN”)、氮化铝(“AlN”)、氮化铝镓(“AlGaN”)、氮化铝镓铟(“AlGaInN”)及/或另一适合的半导体材料。
所图解说明的静电放电装置250包含外延衬底210(例如，外延生长衬底)及半导体材料216(例如，缓冲材料)。静电放电装置250进一步包含电连接到通孔240的第一触点246(例如，由第一导电材料形成)，通孔240延伸穿过静电放电装置250及SSE202的一部分。第一触点246电接触作用区206下方的导电(且通常反射)材料220且可提供用于与电源或汇点介接的外部端子。因此，导电材料220作为P触点操作。第一触点246在通孔240中通过绝缘体242与周围半导体材料216及SSE202的部分电绝缘。所图解说明的静电放电装置250进一步包含第二触点248(例如，由第二导电材料形成)，第二触点248兼作SSE202的N触点。因此，第二触点248可在SSE202的上表面209上方延伸，例如，与N型材料208接触。第二触点248通过第二绝缘体244与半导体材料216电绝缘，且为透明的以允许辐射(例如，可见光)从作用区206穿过SSL装置200而传出。在所图解说明的实施例中，第一触点246及第二触点248由SSE202与静电放电装置250共享。更具体来说，第一触点246电耦合到SSE202的第一半导体层204及静电放电装置250的外延衬底210两者。第二触点248电耦合到SSE202的第二半导体层208及静电放电装置250的外延衬底210两者。因此，静电放电装置250与SSE202并联连接。形成第一触点246、第二触点248及穿过通孔240的电路径的导电材料可取决于特定实施例而相同或不同。举例来说，通孔240可包含与第一导电材料相同的第三导电材料，但可在单独步骤中沉积第三导电材料。
SSL装置200可耦合到电源270，电源270又耦合到控制器280。在控制器280的引导下，电源270将电流提供到SSL装置200。
在正常操作期间，在电流从第一半导体材料204流动到第二半导体材料208时，电荷载子从第二半导体材料208朝向第一半导体材料204流动且致使作用区206发射辐射。通过导电反射材料220向外反射所述辐射。静电放电装置250提供用于电流在第一触点246与第二触点248之间流动的额外路径。特定来说，第一触点246与第二触点248之间的外延衬底210可形成与SSE202并联但具有相反极性的二极管。在正常操作条件期间，外延衬底210的偏置阻止电流穿过其从第一触点246流动到第二触点248，从而迫使电流通过SSE202。如果跨越触点246、248放置显著反向电压(例如，在静电放电事件期间)，那么外延衬底210变得沿反向方向为高导电的，从而允许反向电流流动穿过其，因此保护SSL装置免受反向电流流动。
本发明技术进一步包含制造SSL装置的方法。举例来说，形成SSL装置的一个方法可包含从共同外延衬底形成SSE及静电放电装置。下文参考图3A到3G进一步详细地描述此工艺的代表性步骤。
图3A到3G是根据本发明技术的实施例经历形成上文所描述的SSL装置200的实施例的工艺的微电子衬底300的一部分的部分示意性横截面图。图3A展示已在外延衬底210(例如，生长衬底)上安置半导体材料216(例如，缓冲材料)之后的衬底300。外延衬底210可为硅(例如，Si(1，0，0)或Si(1，1，1))、GaAs、碳化硅(SiC)、聚合氮化铝(“pAlN”)、具有硅外延表面的工程衬底(例如，在聚合氮化铝上的硅)及/或其它适合的材料。半导体材料216可为与外延衬底210相同的材料，或接合到外延衬底210的单独材料。举例来说，外延衬底210可为pAlN且半导体材料216可为Si(1，1，1)。在这些实施例中的任一者中，在半导体材料216上形成SSE202。
SSE202包含可使用化学气相沉积(“CVD”)、物理气相沉积(“PVD”)、原子层沉积(“ALD”)、电镀或在半导体制作领域中已知的其它技术依序沉积或以其它方式形成的第一半导体材料204、作用区206及第二半导体材料208。在图3A中所展示的实施例中，第二半导体材料208在半导体材料216上生长或形成，作用区206在第二半导体材料208上生长或形成，且第一半导体材料204在作用区206上生长或形成。在一个实施例中，接近于外延衬底210定位N型GaN(如上文参考图2所描述)，但在其它实施例中，接近于外延衬底210定位P型GaN。在其它实施例中，SSE202可包含额外缓冲材料、应力控制材料或其它材料，且所述材料可具有此项技术中已知的其它布置。
在图3A中所展示的实施例中，在第一半导体材料204上方形成导电反射材料220a。导电反射材料220a可为银(Ag)、金(Au)、金-锡(AuSn)、银-锡(AuSn)、铜(Cu)、铝(Al)或任何其它适合的材料，其可提供电接触且将从作用区206发射的光往回反射穿过第一半导体材料204、作用区206及第二半导体材料208，如上文参考图2所描述。导电反射材料220a可基于其导热率、导电率及/或其反射的光的色彩而选择。举例来说，银通常不更改所反射光的色彩。金、铜或其它有色反射材料可影响光的色彩且可相应地经选择以针对由SSE202发射的光产生所要色彩。可在第一半导体材料204上直接沉积导电反射材料220a，或可在第一半导体材料204与反射材料220a之间安置透明导电材料221(以虚线展示)。透明导电材料221可为氧化铟锡(ITO)或任何其它适合的材料，其透明、导电且将反射材料220a粘附或接合到第一半导体材料204。可使用CVD、PVD、ALD、电镀或在半导体制作领域中已知的其它技术沉积透明导电材料221及反射材料220a。透明导电材料221及/或反射材料220a可因此形成邻近于(例如，接触)SSE202的导电结构222。
图3B图解说明接合或以其它方式附接到SSE202的支撑衬底230的实施例。支撑衬底230可包含任选背侧反射材料220b。使用高压及/或高温工艺将背侧反射材料220b接合或以其它方式附接到反射材料220a。
图3C展示其中所接合反射材料220a、220b(图3B)形成经组合反射材料220的实施例。外延衬底210也已(例如，通过背部研磨)被薄化。此时，可给剩余外延衬底210植入p型掺杂剂(例如，硼)以与下伏硅或其它半导体材料216形成p-n结。在另一实施例中，可在先前步骤中掺杂衬底210。在任一实施例中，由于半导体材料216通常包含缓冲层以促进形成SSE202，且由于所述缓冲层通常包含未经掺杂、大带隙半导体层(例如，GaN、AlGaN或AlN)，因此p-n结将与形成SSE202的外延结电隔离。
图3D图解说明在背部研磨之后、在已反转衬底300之后且在已掺杂外延衬底210之后的微电子衬底300。已使用研磨、蚀刻及/或其它工艺移除半导体材料216及外延衬底210中的大部分以暴露第二半导体材料208的外表面209或SSE202的其它部分。半导体材料216及外延衬底210的一部分保持在SSE202上以形成静电放电装置250。此为可使得静电放电装置250与SSE202及SSL300成整体的一种方式。在进一步实施例中，可使用相同或类似技术来形成与SSE202成整体的多个静电放电装置250，例如，在已选择性地蚀刻或以其它方式处理表面209之后。
图3E图解说明在已穿过静电放电装置250及SSE202的一部分形成通孔240之后的微电子衬底300。可通过钻孔、蚀刻或在半导体制作领域中已知的其它技术而形成通孔240。通孔240包含侧壁241且提供对与第一半导体材料204电连通的反射材料220的接达。在其它实施例中，通孔240提供对与第一半导体材料204直接电接触的导电材料221的接达。图3F展示在第一绝缘体242已沉积于或已形成于通孔240中且第二绝缘体244已沉积于或已形成于静电放电装置250的横向侧壁上之后的微电子衬底300。
图3G展示在导电材料已沉积于或已形成于通孔240中在第一绝缘体242内部且已形成第一触点246之后的微电子衬底300。第一触点246可包括银(Ag)、金(Au)、金-锡(AuSn)、银-锡(AgSn)、铜(Cu)、铝(Al)及/或其它导电材料。第一触点246通过第一绝缘体242与半导体材料216及SSE202绝缘。第二触点248已沉积于或以其它方式安置于或形成于SSE202的外表面209上及静电放电装置250的外延衬底210上。第二绝缘体244使第二触点248与半导体材料216绝缘。
在选定实施例中，可在SSE202上方形成透镜(图3G中未展示)。所述透镜可包含由以下各项制成的透光材料：硅酮、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、树脂或具有用于透射由SSE202发射的辐射的适合性质的其它材料。所述透镜可定位于SSE202上方以使得由SSE202发射且由反射材料220反射的光通过所述透镜。所述透镜可包含例如弯曲形状等各种光学特征，以在由SSE202发射的光射出透镜时衍射光或以其它方式改变所述光的方向。
整体式静电放电装置250的实施例提供胜过传统系统的数个优点。举例来说，由于在特定实施例中静电放电装置250由也用以形成SSE202的材料(例如，外延衬底210及半导体材料216)构成，因此材料成本可小于单独形成的静电装置的材料成本。此外，具有单独静电放电裸片的传统系统需要用以接近于SSE202放置裸片的额外拾放步骤。更进一步，此些传统系统需要形成用以将静电装置连接到SSE的额外及/或单独电连接。
图4是具有根据本发明技术的进一步实施例配置的静电放电装置450的SSL装置400的横截面图。SSL装置400可具有大体类似于上文参考图2到3G所描述的特征的数个特征。举例来说，SSL装置400可包含SSE202，SSE202又包含第一半导体材料204(例如，p型材料)、第二半导体材料208(例如，n型材料)及第一半导体材料204与第二半导体材料208之间的作用区206。SSL装置400可进一步包含支撑衬底230与SSE202之间的反射材料220。通常，在外延衬底210(在图4中以虚线展示)上形成SSE202及反射/导电材料220。在SSE202由外延衬底210支撑时，可在SSE202上形成形成静电放电装置450且将静电放电装置450电连接到SSE的结构。接着可移除外延衬底210。
在所图解说明的实施例中，在SSE202上制作静电放电装置450，且SSE202及静电放电装置450两者均由衬底230承载，其中静电放电装置450定位于衬底230与SSE202之间。通常，在从图4中所展示的定向反转SSE202时且在附接衬底230之前，执行用于形成静电放电装置450的制作步骤。静电放电装置450可包含多个静电结460(个别地识别为第一结460a到第三结460c)。每一静电结460可包含第一导电材料454(由参考编号454a到454c个别地识别)、中间材料456(由参考编号456a到456c个别地识别)及第二导电材料458(由参考编号458a到458c个别地识别)。可使用多种适合的沉积、掩蔽及/或蚀刻工艺中的任一者来安置所述材料。这些材料可不同于形成SSE202的材料，因为不需要这些材料执行发光功能。如上文所提及且如所属领域的一股技术人员将理解，在相对于图4中所展示的定向反转SSL400时可使用这些技术在SSE202上依序形成所图解说明的层。一个或一个以上绝缘材料461使所述层与第一半导体材料204及/或与支撑衬底230电隔离。
中间材料456可具有不同于第一导电材料454及第二导电材料458的电性质的电性质。在一些实施例中，中间材料456可为半导体(例如，非晶硅)或金属。一个结(例如，第一结460a)的第一导电材料454a电耦合到邻近结(例如，第二结460b)的第二导电材料458b。尽管所图解说明的静电放电装置450包含串联放置的三个结460，但在进一步实施例中可使用更多或更少的结460。此外，为了获得用于静电放电装置450的不同电流处置能力，可更改结460的大小及/或可并联布置多个结460。
静电放电装置450可进一步包含定位于第一通孔449处且电连接于结460中的一者(例如，到第三结460c的第一金属层454c)与第二半导体材料208之间的第一触点448。静电放电装置450另外包含定位于延伸穿过静电放电装置450的第二通孔440处的第二触点446。第二触点446将结460(例如，第一结460a的第二金属层458a)电耦合到反射材料220，或在进一步实施例中，电耦合到单独导电层或电耦合到第一半导体材料204。衬底230可为导电的以将电流路由到第二触点446。绝缘材料461使第一触点448及第二触点446与邻近结构电隔离。
在一些实施例中，通过PVD、ALD、电镀或在半导体制作领域中已知的其它技术在SSE202上沉积静电放电装置450的组件。可使用上文参考图3E所描述的方法在静电放电装置450及/或SSE202中形成第一通孔449及第二通孔440。在代表性实施例中，在附接衬底230之前在SSE202上形成静电放电装置450。在一些实施例中，可借助于接合层将静电放电装置450附接到衬底及/或SSE202。在更进一步实施例中，静电放电装置450可定位于无衬底230的SSE202的外部表面的一部分上。
图5A及5B是根据本发明技术的实施例图4的SSL装置400在操作期间的横截面图。在正常操作期间，如图5A中所图解说明，电流沿箭头的方向从第二触点446流动到第一半导体材料204，如上文所描述穿过SSE202到达第二半导体材料208，到达第一触点448。如图5B中所图解说明，在静电放电事件期间，可通过穿过结460提供用于反向电流流动(由箭头图解说明)的路径而保护SSL装置400免受反向电流。反向电流可被引导穿过衬底230，而非穿过SSE202。
上文所描述的实施例中的数个实施例的一个特征是固态发射体及相关联静电放电装置可形成为整体的。举例来说，可从在其上形成固态发射体组件的同一衬底的一部分形成静电放电装置，如上文参考图2到3G所描述。在参考图4及5所描述的实施例中，并不针对固态发射体及静电放电装置两者使用同一外延衬底，而是可在固态发射体上原位形成形成静电放电装置的组件。后一方法的优点是可将静电放电装置形成为在固态发射体的与由固态发射体发射的光的路径相反的侧上。因此，静电放电装置的存在并不干扰固态发射体发射光或其它辐射的能力。
在前述实施例中的任一者中，整体形成的静电放电装置与固态发射体可共享整体形成的触点。特定来说，固态照明装置的相同触点将电流提供到固态发射体及静电放电装置两者。触点可为用于固态发射体及静电放电装置两者的仅在外部可接达的作用电触点。因此，制造商并不需要将静电放电装置单独地电连接到固态发射体，而是可替代地与形成静电放电装置本身同时地形成电触点。在这些实施例中的任一者中，单个衬底或支撑部件可承载固态发射体及静电放电装置两者。静电放电装置并非预形成结构且因此不可作为一单元附接到固态发射体或从固态发射体移除，且不会损坏固态发射体或使固态发射体变得不可操作。另外，固态发射体及静电放电装置并非单独可寻址的。也就是说，提供到固态发射体的电流也将提供到静电放电装置。因此，固态发射体与静电放电装置形成为单个芯片或裸片，而非形成为可一起电连接于单个封装中的两个单独裸片。
根据前述内容，将了解，本文已出于图解说明的目的描述了本发明技术的具体实施例，但可在不背离本发明的情况下做出各种修改。举例来说，上文所描述实施例中的一些实施例将静电放电装置论述为二极管。在其它实施例中，静电放电装置可包含不同的非线性电路元件。如上文在特定实施例中所论述，静电放电装置可经构造及连接以保护SSE免受大的反向电压。在其它实施例中，静电放电装置可与正向偏置连接以防止SSE受到大的正向电压。在更进一步实施例中，SSE可连接到两种类型的ESD装置以保护其免受高正向电压及高反向电压两者。另外，在某些实施例中，针对特定SSL装置，在静电放电装置内可存在更多或更少的静电放电装置或静电结。此外，在本发明的不同实施例中，用于SSE及衬底的材料选择可变化。在某些实施例中，ESD装置可用以保护除上文所描述的发光换能器之外的固态换能器。一个实施例的某些元件可与其它实施例组合、加上其它实施例的元件或替代其它实施例的元件。因此，本发明可囊括本文中未明确展示或描述的其它实施例。

Claims (28)

1.一种形成固态换能器装置的方法，其包括：
从外延衬底形成固态发射体，所述固态发射体具有第一半导体材料、第二半导体材料及所述第一与第二半导体材料之间的作用区；及
从所述外延衬底形成静电放电装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
从所述固态发射体选择性地蚀刻掉所述外延衬底的一部分；及
从所述外延衬底的剩余部分形成所述静电放电装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括借助第一衬底承载所述固态发射体，所述第一衬底具有接触所述固态发射体的导电结构。
4.根据权利要求3所述的方法，其中形成静电放电装置包括：
形成穿过所述静电放电装置及所述固态发射体的至少一部分的通孔；
将第一导电材料沉积于所述通孔中，其中所述第一导电材料接触所述导电结构；及
将第二导电材料沉积于所述固态发射体及所述静电放电装置上。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括在将所述第一导电材料沉积于所述通孔中之前将绝缘材料沉积于所述通孔中。
6.根据权利要求4所述的方法，其中沉积所述第一及第二导电材料包含将所述静电放电装置与所述固态发射体并联连接。
7.根据权利要求1所述的方法，其中形成静电放电装置包含形成多个串联连接的静电放电结。
8.一种形成固态换能器装置的方法，其包括：
形成固态发射体，所述固态发射体具有第一半导体材料、第二半导体材料及所述第一与第二半导体材料之间的作用区；及
在所述固态发射体上形成静电放电装置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
形成所述静电放电装置包括形成具有第一电触点及第二电触点的静电放电装置；且
其中所述方法进一步包括将所述第一半导体材料电耦合到所述第一电触点且将所述第二半导体材料电耦合到所述第二电触点。
10.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述静电放电装置包括形成静电结，所述静电结具有第一导电材料、第二导电材料及所述第一导电材料与所述第二导电材料之间的第三半导体材料。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括将所述第二导电材料电连接到所述第二半导体材料。
12.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述静电放电装置包括形成多个串联连接的静电结，其中个别静电结包括所述第一导电材料的一部分、所述第二导电材料的一部分及所述第三半导体材料的一部分，且其中所述方法进一步包括将一个静电结的所述第一导电材料与邻近静电结的所述第二导电材料连接。
13.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述静电放电装置进一步包括：
形成穿过所述固态发射体的至少一部分的通孔；及
借助所述通孔中的第三导电材料将所述第一导电材料电连接到所述第一半导体材料。
14.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：
在外延衬底上形成所述固态发射体；
移除所述外延衬底的一部分；及
从所述外延衬底的剩余部分形成所述静电放电装置。
15.一种固态换能器系统，其包括：
固态发射体；及
静电放电装置，其由所述固态发射体承载，所述静电放电装置与所述固态发射体具有共享第一触点及共享第二触点，其中所述第一及第二触点为用于所述固态发射体及所述静电放电装置两者的仅在外部可接达的作用电触点。
16.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括：
电源，其可操作地连接到所述第一触点；及
控制器，其可操作地连接到所述电源，所述控制器经配置以开始及停止从所述电源到所述第一触点的电流。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述固态发射体与所述静电放电装置一起形成单个裸片。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述静电放电装置包括半导体结。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述固态发射体从外延衬底生长，且其中所述静电放电装置包括所述外延衬底的一部分。
20.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括所述外延衬底中的通孔，其中所述第一触点借助所述通孔连接到所述固态发射体。
21.一种固态换能器装置，其包括：
单个支撑衬底；
固态发射体，其由所述单个支撑衬底承载；及
静电放电装置，其由所述单个支撑衬底承载，所述静电放电装置与所述固态发射体共享共同第一触点及共同第二触点，所述静电放电装置及所述固态发射体均不具有连接于所述单个支撑衬底与所述静电装置或所述固态发射体之间的另一支撑衬底。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述静电放电装置包括连接于所述第一触点与所述第二触点之间的二极管。
23.根据权利要求21所述的装置，其中所述单个支撑衬底包含在其上外延形成所述固态发射体的外延衬底。
24.根据权利要求21所述的装置，其中所述静电放电装置定位于所述衬底与所述固态发射体之间。
25.根据权利要求21所述的装置，其中所述固态发射体定位于所述静电放电装置与所述衬底之间。
26.根据权利要求21所述的装置，其中所述静电放电装置包括：
第一导电材料；
第二导电材料；及
半导体材料，其分离所述第一与第二导电材料。
27.根据权利要求21所述的装置，其中所述静电放电装置包括可操作地串联连接的多个半导体结。
28.根据权利要求21所述的装置，其中所述静电放电装置与所述固态发射体并联连接。
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