CN103765587B - 具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法 - Google Patents

具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103765587B
CN103765587B CN201280042116.0A CN201280042116A CN103765587B CN 103765587 B CN103765587 B CN 103765587B CN 201280042116 A CN201280042116 A CN 201280042116A CN 103765587 B CN103765587 B CN 103765587B
Authority
CN
China
Prior art keywords
state
solid
semi
contact
emitters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280042116.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103765587A (zh
Inventor
马丁·F·舒伯特
弗拉基米尔·奥德诺博柳多夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micron Technology Inc
Original Assignee
Micron Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micron Technology Inc filed Critical Micron Technology Inc
Publication of CN103765587A publication Critical patent/CN103765587A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103765587B publication Critical patent/CN103765587B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0255—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • H05B45/58—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits involving end of life detection of LEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

本发明揭示具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法。根据特定实施例，一种固态换能器系统包含支撑衬底及由所述支撑衬底承载的固态发射体。所述固态发射体可包含第一半导体组件、第二半导体组件及在所述第一半导体组件与所述第二半导体组件之间的作用区。所述系统可进一步包含状态装置，所述状态装置由所述支撑衬底承载且经定位以检测所述固态发射体及/或所述固态发射体形成其一部分的电路径的状态。所述状态装置可由至少一个状态感测组件形成，所述至少一个状态感测组件具有不同于所述第一半导体组件、所述第二半导体组件及所述作用区的组合物的组合物。所述状态装置及所述固态发射体可沿着共同轴堆叠。在进一步的特定实施例中，所述状态感测组件可包含静电放电保护装置、热传感器或光电传感器。

Description

具有状态检测的固态换能器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状态检测装置及功能的换能器的固态换能器(“SST”)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般照明。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1A是具有横向触点的常规SSL装置10a的横截面视图。如图1A中所展示，SSL装置10a包含承载LED结构11的衬底20，所述LED结构具有定位于N型GaN15与P型GaN16之间的(例如)含有氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)多量子阱(“MQW”)的作用区14。SSL装置10a还包含在P型GaN16上的第一触点17及在N型GaN15上的第二触点19。第一触点17通常包含透明且导电材料(例如，氧化铟锡(“ITO”))以允许光从LED结构11逸出。在操作中，经由触点17、19将电力提供到SSL装置10a，从而致使作用区14发射光。
图1B是另一常规LED装置10b的横截面视图，其中第一触点17与第二触点19彼此相对，例如呈垂直而非横向配置。在LED装置10b的形成期间，生长衬底(类似于图1A中所展示的衬底20)最初承载N型GaN15、作用区14及P型GaN16。第一触点17安置于P型GaN16上，且载体21附接到第一触点17。移除所述衬底，从而允许将第二触点19安置于N型GaN15上。接着反转所述结构以产生图1B中所展示的定向。在LED装置10b中，第一触点17通常包含反射且导电材料(例如，银或铝)以朝向N型GaN15引导光。
图1A及1B中所展示的LED的一个方面是静电放电(“ESD”)事件可导致对LED的灾难性损坏且使LED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SST装置，此需要额外连接步骤且可损害所得结构的电完整性。图1A及1B中所展示的LED的另一方面是装置的性能水平可由于内部加热、驱动电流、装置老化及/或环境效应而变化。因此，仍需要可靠且具成本效益地制造具有抵抗ESD及其它性能降级因素的适当保护的LED。
附图说明
可参考以下图式更好地理解本发明的许多方面。图式中的组件未必按比例。而是，重点放在清晰地图解说明本发明的原理。此外，在图式中，贯穿数个视图及/或实施例相似参考编号标识对应部件。
图1A是根据现有技术具有横向布置的SSL装置的部分示意性横截面图解说明。
图1B是根据现有技术具有垂直布置的另一SSL装置的部分示意性横截面图解说明。
图2A是根据本发明所揭示技术的实施例配置的系统的示意性框图。
图2B是根据本发明所揭示技术的实施例配置及集成的具有静电放电装置的SST装置的横截面视图。
图3A到3G是根据本发明所揭示技术的实施例经历用于形成SST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视图。
图4是根据本发明所揭示技术的实施例配置及集成的具有静电放电装置的SST装置的横截面视图。
图5A及5B是根据本发明所揭示技术的实施例图4的SST装置在操作期间的横截面视图。
图6是根据本发明所揭示技术的实施例具有由外延生长衬底形成的集成式光电二极管的SST装置的部分示意性图解说明。
图7是根据本发明所揭示技术的另一实施例具有形成于额外衬底材料上的集成式光电二极管的SST装置的部分示意性横截面图解说明。
图8A到8L是根据本发明所揭示技术的另一实施例用于形成具有位于作用材料下面的集成式光电二极管的SST装置的工艺的部分示意性横截面图解说明。
图9是根据本发明所揭示揭示内容的又一实施例具有集成式热传感器的SST装置的部分示意性等角图解说明。
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的固态换能器装置。举例来说，SST包含固态发光体(例如，LED、激光二极管等)及/或除电细丝、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。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2A到9所描述的实施例的数个细节来实践。
本文中对“一个实施例”、“一实施例”或类似陈述的引用意指结合所述实施例描述的特定特征、结构、操作或特性包含于本发明技术的至少一个实施例中。因此，本文中此些短语或陈述的出现未必均指代同一实施例。此外，可在一个或一个以上实施例中以任何适合方式组合各种特定特征、结构、操作或特性。
在特定实施例中，固态换能器系统包含支撑衬底及由所述支撑衬底承载的固态发射体。所述固态发射体可包括第一半导体组件、第二半导体组件及在第一半导体组件与第二半导体组件之间的作用区。所述系统进一步包含状态装置，所述状态装置由所述支撑衬底承载且经定位以检测所述固态发射体及/或所述固态发射体形成其一部分的电路径的状态。所述状态装置由至少一个状态感测组件形成，所述至少一个状态感测组件具有不同于所述第一半导体组件、所述第二半导体组件及所述作用区的组合物的组合物。所述状态装置及所述固态发射体可沿着共同轴堆叠。举例来说，在特定实施例中，所述状态装置可包含静电放电保护装置、光电传感器或热传感器。可使用(在至少一些实施例中)用于形成固态发射体的同一外延生长衬底的一部分与所述SSE整体地形成所述状态装置。所述状态装置可取决于特定实施例而直接沿着固态发射体的堆叠轴或偏离所述轴形成于所述轴上方或下方。
图2A是代表性系统290的示意性图解说明。系统290可包含SST装置200、电源291、驱动器292、处理器293及/或其它子系统或组件294。所得系统290可执行各种各样的功能中的任一者，例如背面照明、一般照明、发电、感测及/或其它功能。因此，代表性系统290可包含(而不限于)手持式装置(例如，蜂窝式或移动电话、平板计算机、数字阅读器及数字音频播放器)、激光器、光伏电池、遥控器、计算机、灯及照明系统以及电器(例如，冰箱)。系统290的组件可装纳于单个单元中或(例如，通过通信网络)分布于多个互连单元上。系统290的组件还可包含本地及/或远程存储器存储装置，及各种各样的计算机可读媒体中的任一者。
在许多实例中，期望监视SST装置200的性能及/或SST装置200在其中操作的环境，且做出适当调整。举例来说，如果SST装置200经受过量电压(例如，静电放电或“ESD”)，那么期望借助二极管或其它非线性电路组件来保护所述装置。如果SST装置200接近过热条件，那么可期望减少供应到装置的电流直到装置冷却为止。如果SST装置200包含固态照明(SSL)装置，且由装置发射的光不满足目标发射规范，那么可期望调整装置的输出。在这些代表性实例中的每一者中，系统290可包含状态监视器或装置295，所述状态监视器或装置监视SST装置200的状态且参与或促进响应。在一些情况中，状态监视器295可直接起作用以提供响应。举例来说，与SST装置200并联连线的二极管可通过闭合从而致使电流绕过SST装置200来直接对高电压做出响应。在其它实施例中，状态监视器295可在另一装置(例如，处理器293)的辅助下做出响应。举例来说，如果状态监视器295为光电传感器，那么其可将对应于所发射光的暖度、色彩及/或其它特性的信号提供到处理器293，且处理器293可发布响应命令以改变SSE的输出。在另一实施例中，状态监视器295包含热敏电阻器，且可将对应于高温条件的信号提供到处理器293。处理器293可通过引导SST装置200减少电力或停止操作直到温度下降为止来做出响应，以便减少高温对SST装置200的影响。
下文参考图2B到5B描述包含ESD保护装置的状态监视器的特定实例。在2011年8月31日申请且以引用方式并入本文中的标题为“包含具有集成式静电放电保护的装置的固态照明装置及相关联系统与方法(Solid State Lighting Devices，Including DevicesHaving Integrated Electrostatic Discharge Protection，and Associated Systemsand Methods)”的第13/223,098号共同待决美国申请案中也描述这些实例的某些特征。下文参考图6到8L描述包含光电传感器的状态监视器的实例，且下文参考图9描述包含热传感器(例如，热敏电阻器)的状态监视器的实例。在这些实施例中的任一者中，状态监视器可检测SSE的状态(例如，如在具有光电传感器及热传感器的情况中)及/或SSE形成其一部分的电路径或电路的状态(如具有ESD二极管的情况)。
图2B是根据本发明所揭示技术的实施例配置的SST装置200的横截面视图。SST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。SST装置200进一步包含呈由SSE202承载的静电放电装置250的形式的状态装置或监视器295。因此，静电放电装置250表示状态监视器的特定实例。如下文将进一步描述，可将静电放电装置250制造为与SST装置200(且特定来说，SSE202)成整体，例如以改进系统可靠性、可制造性及/或性能，及/或减小系统大小。
SSE202可包含第一半导体材料204、第二半导体材料208及在第一半导体材料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，SSE202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包含外延生长衬底210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且穿过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SST装置200的外部表面而传出。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的外延生长衬底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的外延生长衬底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。
SST装置200可耦合到电源270，电源270又耦合到控制器280。电源270在控制器280的引导下将电流提供到SST装置200。在正常操作期间，随着电流从第一半导体材料204流动到第二半导体材料208，电荷载流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来向外反射辐射。静电放电装置250提供用于在高(例如，过量)电压条件下使电流在第一触点246与第二触点248之间流动的旁路路径。特定来说，在第一触点246与第二触点248之间的外延生长衬底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，外延生长衬底210的偏置防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)，那么外延生长衬底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SST装置免受反向电流流动。
本发明技术进一步包含制造SST装置的方法。举例来说，一种形成SST装置的方法可包含从共同外延生长衬底形成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SST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视图。图3A展示在已于外延生长衬底210上安置半导体材料216(例如，缓冲材料)之后的衬底300。外延生长衬底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，聚合氮化铝上硅)及/或其它适合材料。半导体材料216可为与外延生长衬底210相同的材料，或为接合到外延生长衬底210的单独材料。举例来说，外延生长衬底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，接近于外延生长衬底210定位N型GaN(如上文参考图2B所描述)，但在其它实施例中，接近于外延生长衬底210定位P型GaN。在这些实施例中的任一者中，SSE202可包含额外缓冲材料、应力控制材料及/或其它材料，及/或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，导电反射材料220a形成于第一半导体材料204上方。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2B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。外延生长衬底210也已(例如，通过背部研磨)被薄化。此时，可给剩余外延生长衬底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(a)已背部研磨及/或蚀刻外延生长衬底210、(b)已反转衬底300及(c)已掺杂外延生长衬底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及外延生长衬底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及外延生长衬底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SST300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243上之后的微电子衬底300。。
图3G展示在已将导电材料安置于通孔240中(在第一绝缘体242内部)及通孔240外部以形成第一触点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的外延生长衬底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，外延生长衬底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SST装置400的横截面图。SST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，SST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。SST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，在外延生长衬底210(在图4中以虚线展示)上形成SSE202及反射/导电材料220。在SSE202由外延生长衬底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。接着可移除外延生长衬底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般技术人员将理解，在相对于图4中所展示的定向反转SST400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SST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SST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。
图6是系统600的部分示意性部分横截面图解说明，系统600包含具有大体类似于上文所述的组件的组件的固态发射体202，所述组件包含定位于第一半导体材料204与第二半导体材料208之间的作用区206。SSE202由支撑衬底230承载，且导电/反射材料将所发射辐射向外反射穿过第二半导体材料208。支撑衬底230可导电且可因此用作第一触点646。SSE202从第一触点646及第二触点648接收电力。
系统600可进一步包含状态装置695，状态装置695又包含光电传感器650(例如，光电二极管)。可使用来自缓冲层216及外延生长衬底210的残余材料以大体类似于上文参考图2B到3D所描述的方式的方式形成光电传感器650。在图6中所展示的实施例的特定方面中，外延生长衬底210经掺杂及/或以其它方式处理以形成光敏状态感测组件611。用于形成状态感测组件611的代表性材料包含硅锗、砷化镓及硫化铅。状态感测组件611可耦合到第一状态装置触点651及第二状态装置触点652，所述状态装置触点又连接到控制器280。绝缘材料653提供光电传感器650与第二触点648之间的电绝缘。在此实施例的进一步特定方面中，缓冲层216为透明的，从而允许从作用区206发射的光照射到状态感测组件611上。此又可激活状态感测组件611，状态感测组件611又将信号发射到控制器280。基于从状态装置695接收的信号，所述控制器可引导电源270供应、停止及/或改变提供到SSE202的电力。举例来说，如果状态装置695识别SSE202的低输出电平，那么控制器280可增加提供到SSE202的电力。如果SSE202产生过多的光，那么控制器280可减少供应到SSE202的电力。如果由状态装置695检测到的光的色彩、暖度及/或其它特性落在目标范围之外，那么控制器280可控制提供到SSE202的电力及/或可使提供到共同产生特定光输出的多个SSE202的电力变化。
图7是根据另一实施例的装置700的部分示意性部分横截面图解说明，装置700包含呈光电传感器750的形式的状态装置795。不同于上文参考图6所描述的布置，图7中所展示的光电传感器750并非由用于形成SSE202的残余材料形成。而是，光电传感器750可包含状态感测组件711及安置于状态感测组件711与第二半导体材料208之间的导电透明材料712(例如，氧化锌)。状态感测组件711可包含对从作用区206发出且通过导电/透明材料712的光做出响应的非晶硅及/或另一材料。状态装置795可进一步包含第一状态装置触点751及第二状态装置触点752，所述状态装置触点将对应于从作用区206接收的光的量、质量及/或其它特性的信号发射到控制器280。绝缘材料753提供状态装置795与第二触点648之间的电绝缘。因此，系统700(及特定来说，控制器280)可基于从状态装置795接收的信息而引导SSE202的操作。
在上文参考图6及7描述的两个实施例中，状态装置及状态感测组件经定位以接收在正常情况下将从固态换能器直接发射出的光中的至少一些光。特定来说，状态感测装置可沿着作用区206与从作用区206接收光的外部环境之间的视线或光学轴定位。在其它实施例中，状态感测装置可以可减少或消除由SSE202发射的光或其它辐射对状态感测装置的潜在干扰的方式掩埋于光学轴的SSE202内或下面。图8A到8L描述根据所揭示技术的特定实施例用于形成此些装置的工艺。
图8A图解说明在装置800包含大体类似于上文参考图3A所描述的组件的组件的特定制造阶段期间的装置800。因此，所述系统可包含其上制作有缓冲层216及SSE202的外延生长衬底210。SSE202可包含定位于第一半导体材料204与第二半导体材料208之间的作用区206。导电反射材料220经定位以将入射光反射远离这些第一半导体材料204且穿过作用区206及第二半导体材料208。
下文参考图8B到8L描述的工艺包含使用包含PVD或CVD(用于沉积)及掩蔽/蚀刻(用于移除)的多种适合技术中的任一者来安置及移除材料。使用这些技术，沿着共同轴堆叠循序材料层以产生最终产品。以图8B开始，在导电反射材料220中形成凹部801。凹部801允许光从SSE202传递到形成于凹部801中及/或与凹部801光学连通地形成的光敏状态装置。在图8C中，将透明绝缘材料802安置于凹部801中。在图8D中，将透明导电材料712安置于凹部801内的透明绝缘材料802上。如图8E中所展示，移除透明导电材料712的一部分，且用额外透明绝缘材料802填充原先由经移除部分占据的空间。因此，透明导电材料712通过透明绝缘材料802与周围导电反射材料220电隔离。
在图8F中，将额外透明绝缘材料802层安置于透明导电材料712上方。在图8G中，移除并用状态感测组件811替换透明绝缘材料802的定位于透明导电材料712上方的一部分。在代表性实施例中，状态感测组件811包含非晶硅，且在其它实施例中，状态感测组件811可包含其它材料。在这些实施例中的任一者中，将额外体积的透明绝缘材料802安置于状态感测组件811的一侧上，且将第一接触材料805安置于另一侧上以接触透明导电材料712。
在图8H中，将又一透明绝缘材料802层安置于下伏结构上。移除并用额外第一接触材料805填充此层的一部分以经由透明导电材料712形成与状态感测组件811的一侧的电接触。与状态感测组件811的相对表面接触地安置第二接触材料804以提供完整电路。
在图8I中，将另一透明绝缘材料802层安置于第一接触材料805及第二接触材料804上方，且将衬底支撑件850附接到绝缘材料802。接着如图8J中所展示反转所述结构，且移除图8I中所展示的外延生长衬底210及缓冲材料216。因此，现在暴露第二半导体208材料。在图8K中，穿过衬底支撑件230制作多个通孔840(在图8K中将四个通孔展示为通孔840a到840d)到足以与装置800内的多个组件电接触的程度。举例来说，第一通孔840a与第二半导体材料208(或如以虚线指示，上覆于第二半导体材料208上的透明导电层)接触，第二通孔840b与导电反射材料220接触，第三通孔840c与第二接触材料804接触，且第四通孔与第一接触材料803接触。用绝缘材料805给通孔840a到840d中的每一者加衬以防止与堆叠中的其它元件的不期望电接触。
图8L是在通孔840中的每一者已填充有导电材料806之后的装置800的部分示意性图解说明。导电材料806形成第一触点846及第二触点848，其将电力从电源270提供到SSE202。导电材料806还形成提供与控制器280的电连通的第一状态装置触点851及第二状态装置触点852。如同在上文参考图6及7所描述的实施例的情况中，所得状态装置895沿着与SSE202的共同轴堆叠。不同于上文参考图6及7所描述的布置，状态装置895(呈光电传感器850的形式)并未在由SSE202发射的光或其它辐射的直接光学路径中。在操作中，状态感测组件811接收穿过透明绝缘材料802及透明导电材料712的辐射。基于入射于状态感测组件811上的辐射，光电传感器850可将信号发送到控制器280，控制器280又控制电源270及SSE202。
在2011年8月25日申请且以引用方式并入本文中的标题为“具有背侧端子的垂直固态换能器及相关联系统与方法(Vertical Solid State Transducers Having BacksideTerminals and Associated Systems and Methods)”的第13/218,289号共同待决美国申请案中包含用于构造大体类似于上文参考图8A到8L所描述的SST装置的SST装置的特定实施例的进一步细节。在其它实施例中，SST装置可借助具有不同于上文明确描述的位置、布置及/或制造方法的位置、布置及/或制造方法的触点耦合到外部装置。
图9是SST装置900的部分示意性部分分解图解说明，SST装置900包含经配置以检测与SSE202相关联的热特性的状态装置995。在所图解说明的实施例中，状态装置995可包含定位于导电反射触点220与状态感测组件911之间的绝缘层902。在另一特定实施例中，状态感测组件911可包含热敏电阻器材料(例如，适合的聚合物或陶瓷)，且在其它实施例中，状态感测组件911可包含其它热敏材料(例如，电阻性金属)。在这些实施例中的任一者中，额外体积的绝缘材料902可抵靠状态感测组件911定位以“夹住”状态感测组件911且使状态感测组件911与SSE202电绝缘。第一状态装置触点951及第二状态装置触点952提供与状态感测组件911的电连通。在特定实施例中，状态感测组件911可包含具有蛇形状的材料条带，所述材料条带增加组件敏感度(例如，依据温度而增加阻抗或电阻改变)。在其它实施例中，状态感测组件911可具有其它形状。状态装置触点951、952及SSE触点可具有多种位置中的任一者，包含图9中所展示的位置。举例来说，所有触点可位于装置的顶部处，或状态装置触点可在装置的顶部处且一个或一个以上SSE触点在装置的底部处，或所有触点均可被掩埋(例如，如图8L中所展示)。这些选项也适用于上文参考图2B到8L所描述的ESD状态感测组件及光学状态感测组件。
在操作中，状态感测组件911可耦合到大体来说类似于上文参考图7所描述的控制器的控制器，且可以基于热输入的方式控制SSE的操作。特定来说，状态感测组件911可感测SSE202及/或SST装置900的其它组件的温度。响应于高温指示，控制器可减少提供到SST装置900的电力以允许SST装置900在其变得被损坏之前冷却。在SST装置900已冷却(也由状态感测组件911指示的事件)之后，控制器可增加提供到SST装置900的电力。上文参考图9所描述的布置的优点是状态感测组件911可提供减少SSE202的高温操作的反馈。特定来说，所述反馈可用于考虑到减少的SSE输出、减少的安全驱动电流、减少的正向电压及/或减少的SSE寿命，其均与高温操作相关联。
上文所描述的实施例中的数个实施例的一个特征为状态感测组件可经形成以与SST及/或SSE成整体。整体形成的状态装置的实施例并非预形成的结构，且因此不可作为一单元附接到SST，或作为一单元从SST移除且不会损坏SSE或使SSE变得不可操作。因此，SSE与状态装置可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。举例来说，SSE及状态装置两者可由同一单个支撑衬底(例如，支撑衬底230)支撑。举例来说，其可由其上形成有固态发射体组件的同一衬底的一部分形成，如上文参考图2到3G及图6所描述。在参考图4、5、7及8A到8L所描述的实施例中，并不将同一外延生长衬底用于固态发射体及状态装置两者，而是可将形成状态装置的组件原位形成于固态发射体上。后一方法的优点在于：在至少一些实施例中，状态装置可经形成以便在固态发射体的与由所述固态发射体发射的光的路径相对的侧上。因此，状态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。
尽管状态装置可与SSE或SST整体形成，但其执行不同于SSE的功能的功能，且因此包含不同于形成SSE的材料的材料(例如，不同于第一半导体材料、第二半导体材料及其之间的作用区)。不论将用于固态发射体的同一外延生长衬底用于状态装置还是状态装置不使用同一外延生长衬底，均为此情况。因此，状态装置的材料及结构布置不限于SSE的材料及结构布置。此增强的灵活程度可允许较小的状态装置及较大的状态装置效率。举例来说，呈光电二极管的形式的状态装置可包含经具体选择为薄的及/或在由SSE发射的波长下为高吸收性的材料，从而产生紧凑的高效结构。
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特定实施例，但可在不背离本发明的情况下做出各种修改。举例来说，上文所描述的实施例中的一些实施例将状态装置论述为二极管(例如，ESD保护二极管或光电二极管)。在其它实施例中，状态装置可包含不同的非线性电路元件。在更进一步实施例中，状态装置可为线性的(例如，热传感器可为线性热传感器)。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，可针对特定SST装置存在一个以上状态装置。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。
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，或可被消除。举例来说，在一些实施例中，可消除所揭示的缓冲材料。在一些实施例中，缓冲材料可用于形成SSE而非状态装置。在其它实施例中可组合所揭示的状态装置。举例来说，单个SST装置可包含ESD装置、光电传感器及/或热传感器的多种组合中的任一者。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 (19)

1.一种固态换能器系统，其包括：
支撑衬底；
固态发射体，其由所述支撑衬底承载，所述固态发射体包括第一半导体组件、第二半导体组件及在所述第一半导体组件与所述第二半导体组件之间的作用区；及
状态装置，其由所述支撑衬底承载且经定位以检测所述固态发射体及所述固态发射体形成其一部分的电路径中的至少一者的状态，其中所述状态装置包括静电放电装置，所述静电放电装置包含外延生长衬底的一部分以及半导体材料，所述半导体材料经形成以介于所述外延生长衬底的所述一部分与所述固态发射体之间，其中所述半导体材料具有不同于所述第一半导体组件、所述第二半导体组件及所述作用区的组合物的组合物，其中所述外延生长衬底的所述一部分植入p型掺杂剂，且其中所述外延生长衬底的所述一部分和所述半导体材料形成p-n结，
其中所述状态装置及所述固态发射体沿着共同轴堆叠。
2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括控制器，所述控制器操作地耦合到所述固态发射体及所述状态装置以从所述状态装置接收信号且至少部分地基于从所述状态装置接收的所述信号而控制所述固态发射体。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述外延生长衬底的所述一部分包含聚合氮化铝。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述静电放电装置与所述固态发射体并联耦合，且其中所述静电放电装置对施加到所述固态发射体的电压做出响应。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述固态发射体、所述状态装置及所述支撑衬底形成单个裸片，且其中所述支撑衬底是所述裸片的仅有支撑衬底。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态装置由保形地且依序安置于所述固态发射体上的多种材料形成。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述半导体材料包含硅，且其中所述外延生长衬底包含不同于所述硅材料的材料。
8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括定位于所述固态发射体与所述状态装置之间以反射由所述固态发射体发射的辐射的反射材料。
9.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括由所述作用区发射的辐射通过的外部表面，且其中所述状态装置偏离所述作用区与所述外部表面之间的光学轴定位。
10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括连接至所述静电放电装置的触点，以及由所述作用区发射的辐射通过的外部表面，其中所述触点在所述外部表面的上方延伸并兼作固态发射体的N触点，且其中所述状态装置定位于所述作用区与所述外部表面之间的光学轴上。
11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
第一及第二触点，所述第一触点电连接到所述第一半导体组件，所述第二触点电连接到所述第二半导体组件；及
第一及第二状态装置触点，其连接到所述状态装置，所述第一及第二触点可与所述第一及第二状态装置触点单独地寻址。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一及第二触点及所述第一及第二状态装置触点可从所述固态发射体的同一侧接达。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一及第二状态装置触点及所述第一及第二触点中的一者可从所述固态发射体的一侧接达，且所述第一及第二触点中的另一者可从所述固态发射体的相对侧接达。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述固态发射体及所述状态装置从共同外延生长衬底的部分整体地形成。
15.根据权利要求14所述的系统，其进一步包括所述外延生长衬底。
16.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述状态装置由保形地且依序安置于所述固态发射体上的多种材料形成；
所述固态发射体、所述状态装置及所述支撑衬底形成单个裸片；
所述支撑衬底是所述裸片的仅有支撑衬底；且
所述固态发射体及所述状态装置从共同外延生长衬底的部分整体地形成。
17.一种用于形成固态照明装置的方法，其包括：
将固态发射体形成为包含第一半导体材料、第二半导体材料及在所述第一半导体材料与所述第二半导体材料之间的作用区；及
通过在工艺步骤序列中且以堆叠方式在所述固态发射体上安置状态装置组件而形成由所述固态发射体承载的状态装置，所述状态装置组件包括静电放电装置，所述静电放电装置包含外延生长衬底的一部分以及第三半导体材料，所述第三半导体材料经形成以介于所述外延生长衬底的所述一部分与所述固态发射体之间，其中所述第三半导体材料具有不同于所述第一半导体材料、所述第二半导体材料及所述作用区的组合物的组合物，其中所述状态装置经定位以检测所述固态发射体及所述固态发射体形成其一部分的电路径中的至少一者的状态，且其中所述外延生长衬底的所述一部分植入p型掺杂剂，所述外延生长衬底的所述一部分和所述第三半导体材料形成p-n结。
18.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述状态装置包含将所述第三半导体材料接合至所述外延生长衬底。
19.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述状态装置包含自硅形成所述第三半导体材料，且其中所述外延生长衬底包含聚合氮化铝。
CN201280042116.0A 2011-08-31 2012-08-15 具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法 Active CN103765587B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/223,136 US9490239B2 (en) 2011-08-31 2011-08-31 Solid state transducers with state detection, and associated systems and methods
US13/223,136 2011-08-31
PCT/US2012/050855 WO2013032699A2 (en) 2011-08-31 2012-08-15 Solid state transducers with state detection, and associated systems and methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103765587A CN103765587A (zh) 2014-04-30
CN103765587B true CN103765587B (zh) 2017-07-25

Family

ID=47742355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280042116.0A Active CN103765587B (zh) 2011-08-31 2012-08-15 具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法

Country Status (8)

Country Link
US (4) US9490239B2 (zh)
EP (2) EP3621110A1 (zh)
JP (1) JP6042890B2 (zh)
KR (1) KR101570628B1 (zh)
CN (1) CN103765587B (zh)
SG (1) SG11201400189VA (zh)
TW (1) TWI501391B (zh)
WO (1) WO2013032699A2 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8809897B2 (en) 2011-08-31 2014-08-19 Micron Technology, Inc. Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods
US9490239B2 (en) 2011-08-31 2016-11-08 Micron Technology, Inc. Solid state transducers with state detection, and associated systems and methods
CN108135516B (zh) * 2015-12-22 2020-11-20 京瓷株式会社 测量传感器用封装体以及测量传感器
EP3410127A4 (en) * 2016-01-25 2019-08-28 Kyocera Corporation MEASUREMENT SENSOR HOUSING, AND MEASUREMENT SENSOR
US10429321B2 (en) * 2016-08-29 2019-10-01 Kla-Tencor Corporation Apparatus for high-speed imaging sensor data transfer
US10684555B2 (en) * 2018-03-22 2020-06-16 Applied Materials, Inc. Spatial light modulator with variable intensity diodes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766471A (en) * 1986-01-23 1988-08-23 Energy Conversion Devices, Inc. Thin film electro-optical devices
US4967241A (en) * 1985-03-26 1990-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
CN101499511A (zh) * 2009-02-18 2009-08-05 旭丽电子(广州)有限公司 具温度感测组件的发光二极管芯片及其制造方法
US7706421B2 (en) * 2005-04-20 2010-04-27 Finisar Corporation Temperature sensing device patterned on an electro-optic transducer die

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851291A (en) 1974-01-17 1974-11-26 Ceramic Magnetics Inc Thin film thermistor
US4588883A (en) * 1983-11-18 1986-05-13 Eastman Kodak Company Monolithic devices formed with an array of light emitting diodes and a detector
JPS62188386A (ja) 1986-02-14 1987-08-17 Omron Tateisi Electronics Co 半導体発光素子
JP2670052B2 (ja) 1987-08-24 1997-10-29 株式会社日立製作所 エネルギー取り出し装置
US5216404A (en) 1990-07-25 1993-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sic thin-film thermistor
US5140152A (en) * 1991-05-31 1992-08-18 The University Of Colorado Foundation, Inc. Full duplex optoelectronic device with integral emitter/detector pair
JPH08162669A (ja) 1994-12-06 1996-06-21 Nippondenso Co Ltd スーパールミネッセントダイオード
US5604136A (en) * 1995-05-26 1997-02-18 National Science Council Method of manufacturing light converter with amorphous-silicon pin heterojunction diode
US5917534A (en) * 1995-06-29 1999-06-29 Eastman Kodak Company Light-emitting diode arrays with integrated photodetectors formed as a monolithic device and methods and apparatus for using same
US6784413B2 (en) * 1998-03-12 2004-08-31 Casio Computer Co., Ltd. Reading apparatus for reading fingerprint
US5914501A (en) 1998-08-27 1999-06-22 Hewlett-Packard Company Light emitting diode assembly having integrated electrostatic discharge protection
US6597715B2 (en) * 2000-03-01 2003-07-22 Fuji Xerox Co., Ltd. Semiconductor laser, optical head, optical disk apparatus and semiconductor laser manufacturing method
TW488088B (en) * 2001-01-19 2002-05-21 South Epitaxy Corp Light emitting diode structure
US7038242B2 (en) * 2001-02-28 2006-05-02 Agilent Technologies, Inc. Amorphous semiconductor open base phototransistor array
JP4574118B2 (ja) * 2003-02-12 2010-11-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置及びその作製方法
US20040188696A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Gelcore, Llc LED power package
US7183727B2 (en) * 2003-09-23 2007-02-27 Microsemi Corporation Optical and temperature feedbacks to control display brightness
EP1687879B1 (de) 2003-11-28 2008-12-10 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Lichtemittierendes halbleiterbauelement mit einer schutzdiode
US7795934B2 (en) * 2003-12-11 2010-09-14 Micron Technology, Inc. Switched capacitor for a tunable delay circuit
US7064353B2 (en) * 2004-05-26 2006-06-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED chip with integrated fast switching diode for ESD protection
WO2006005062A2 (en) 2004-06-30 2006-01-12 Cree, Inc. Chip-scale methods for packaging light emitting devices and chip-scale packaged light emitting devices
JP2006086300A (ja) 2004-09-15 2006-03-30 Sanken Electric Co Ltd 保護素子を有する半導体発光装置及びその製造方法
TWI244748B (en) 2004-10-08 2005-12-01 Epistar Corp A light-emitting device with a protecting structure
JP4019285B2 (ja) * 2005-02-04 2007-12-12 セイコーエプソン株式会社 面発光型装置及びその製造方法
JP4697397B2 (ja) 2005-02-16 2011-06-08 サンケン電気株式会社 複合半導体装置
KR100587019B1 (ko) * 2005-02-25 2006-06-08 삼성전기주식회사 모니터용 포토다이오드 일체형 발광 다이오드 패키지
CA2637757A1 (en) 2005-03-03 2006-09-08 Tir Technology Lp Method and apparatus for controlling thermal stress in lighting devices
JP2006339629A (ja) 2005-05-02 2006-12-14 Nichia Chem Ind Ltd 半導体素子
TWI257186B (en) 2005-09-29 2006-06-21 Formosa Epitaxy Inc Light-emitting diode chip
JP4650631B2 (ja) * 2005-11-30 2011-03-16 ソニー株式会社 半導体発光装置
US7528422B2 (en) 2006-01-20 2009-05-05 Hymite A/S Package for a light emitting element with integrated electrostatic discharge protection
JP4978014B2 (ja) 2006-01-30 2012-07-18 サンケン電気株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
JP5044986B2 (ja) 2006-05-17 2012-10-10 サンケン電気株式会社 半導体発光装置
DE102006046038A1 (de) * 2006-09-28 2008-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Halbleiterkörper und Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers
US7714348B2 (en) 2006-10-06 2010-05-11 Ac-Led Lighting, L.L.C. AC/DC light emitting diodes with integrated protection mechanism
KR100875128B1 (ko) 2007-01-16 2008-12-22 한국광기술원 고내정전압을 갖는 발광다이오드 및 그의 제조방법
KR20080089859A (ko) 2007-04-02 2008-10-08 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법
JP4983346B2 (ja) 2007-04-02 2012-07-25 ソニー株式会社 半導体発光装置
US7985970B2 (en) 2009-04-06 2011-07-26 Cree, Inc. High voltage low current surface-emitting LED
KR101449035B1 (ko) * 2008-04-30 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자
DE102008025159A1 (de) * 2008-05-26 2009-12-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement, Reflexlichtschranke und Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses
KR101428085B1 (ko) 2008-07-24 2014-08-07 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101592201B1 (ko) * 2008-11-06 2016-02-05 삼성전자 주식회사 발광 장치 및 그 제조 방법
DE102009006177A1 (de) 2008-11-28 2010-06-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip
WO2010099647A1 (en) 2009-03-02 2010-09-10 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Light emitting device package for temperature detection
US20120049214A1 (en) * 2009-04-06 2012-03-01 Lowes Theodore D Monolithic Multi-Junction Light Emitting Devices Including Multiple Groups of Light Emitting Diodes
TWI447892B (zh) 2009-04-20 2014-08-01 Ind Tech Res Inst 發光裝置與其製造方法
US8629473B2 (en) * 2009-08-13 2014-01-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting device, method for producing semiconductor light-emitting element, method for producing semiconductor light-emitting device, illumination device using semiconductor light-emitting device, and electronic apparatus
KR100974787B1 (ko) 2010-02-04 2010-08-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
KR100999692B1 (ko) 2010-02-18 2010-12-08 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
US8653542B2 (en) * 2011-01-13 2014-02-18 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Micro-interconnects for light-emitting diodes
US8587018B2 (en) 2011-06-24 2013-11-19 Tsmc Solid State Lighting Ltd. LED structure having embedded zener diode
US9490239B2 (en) 2011-08-31 2016-11-08 Micron Technology, Inc. Solid state transducers with state detection, and associated systems and methods
US8809897B2 (en) 2011-08-31 2014-08-19 Micron Technology, Inc. Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods
US8441104B1 (en) * 2011-11-16 2013-05-14 Analog Devices, Inc. Electrical overstress protection using through-silicon-via (TSV)
JP5960426B2 (ja) * 2011-12-16 2016-08-02 スタンレー電気株式会社 半導体素子及び半導体素子の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967241A (en) * 1985-03-26 1990-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US4766471A (en) * 1986-01-23 1988-08-23 Energy Conversion Devices, Inc. Thin film electro-optical devices
US7706421B2 (en) * 2005-04-20 2010-04-27 Finisar Corporation Temperature sensing device patterned on an electro-optic transducer die
CN101499511A (zh) * 2009-02-18 2009-08-05 旭丽电子(广州)有限公司 具温度感测组件的发光二极管芯片及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2751839A4 (en) 2015-05-27
US20190287954A1 (en) 2019-09-19
US20170125390A1 (en) 2017-05-04
CN103765587A (zh) 2014-04-30
EP2751839A2 (en) 2014-07-09
JP6042890B2 (ja) 2016-12-14
SG11201400189VA (en) 2014-05-29
WO2013032699A2 (en) 2013-03-07
US10347614B2 (en) 2019-07-09
KR101570628B1 (ko) 2015-11-19
WO2013032699A3 (en) 2013-05-10
KR20140054293A (ko) 2014-05-08
US20210143138A1 (en) 2021-05-13
TW201318157A (zh) 2013-05-01
JP2014525685A (ja) 2014-09-29
US9490239B2 (en) 2016-11-08
US20130049020A1 (en) 2013-02-28
EP3621110A1 (en) 2020-03-11
US10937776B2 (en) 2021-03-02
TWI501391B (zh) 2015-09-21
EP2751839B1 (en) 2019-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11688758B2 (en) Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods
CN103765587B (zh) 具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法
TWI790249B (zh) 發光裝置及發光裝置封裝
EP2827387B1 (en) Light emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant