TWI569407B - 具有熱控元件之固態發光器 - Google Patents

具有熱控元件之固態發光器 Download PDF

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大衛Ｒ 兼肯士
大衛Ｒ 亨布里
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Description

具有熱控元件之固態發光器
本發明技術係關於控制固態發光器(「SSL」)生成之熱。本發明技術之若干具體實施例涉及具有固態發射器(「SSE」)及在較高溫度下限制SSE之輸出之熱控元件的SSL。
SSL使用半導體發光二極體(「LED」)、聚合物發光二極體(「PLED」)、有機發光二極體(「OLED」)或其他類型之SSE作為照明源。通常，與使用細絲、電漿或氣體作為照明源之習用發光裝置(例如，螢光燈或白熾燈)相比，SSL所生成之熱較少，提供更好的耐衝擊及振動性，且具有更長的壽命。
習用類型之SSL係「白光」SSE。白光需要混合波長以被人眼察覺。然而，SSE通常僅發射某一特定波長之光(例如，藍光)，因此SSE必須經改良以仿真白光。用於調變來自SSE之光之一種習用技術包含在SSE上沈積轉換器材料(例如磷光體)。例如，圖1A顯示習用SSL 10，其包含支撐件2、附接至支撐件2之SSE 4及SSE 4上之轉換器材料6。SSE 4可包含一或多個發光組件。SSE 4通常發射藍光，其激發轉換器材料6以發射期望頻率之光(例如，黃光)。若發射之波長適當地匹配時，來自SSE 4及轉換器材料6之發射之組合對人眼而言看起來為白色。
圖1B顯示SSE 4之習用結構，其包含矽基板12、N型氮化鎵(「GaN」)材料14、氮化銦鎵(「InGaN」)材料16(及/或GaN多重量子井)及P型GaN材料18，該等依序排列於彼此之上。圖1B中所顯示之SSE 4係橫向型裝置，其包含於P型GaN材料18上之第一觸點20及於N型GaN材料14上與第一觸點20橫向間隔開之第二觸點22。
習用SSL之一個挑戰係一些組件對熱敏感。儘管SSL所產生之熱比習用發光裝置少，但SSE所生成之熱亦引起此等熱敏感組件隨時間而劣化並失效。例如，磷光體及接面在較高溫度下以比在較低溫度下快之速率劣化。磷光體之劣化引起光隨時間而改變色彩，且接面之劣化使得在給定電流下之光輸出(即，效率降低)及裝置壽命減少。因此，期望控制SSL中之熱以在長壽命內保持其色彩及強度。
許多SSL設計係藉由將熱自SSE吸走來控制裝置中之熱。雖然此係有用之方法，但其不可能移除足夠熱量來保護裝置。另一種方法係限制由SSE生成之熱量。一種用於限制由SSE生成之熱之習用技術係提供主動溫度控制系統，其具有加載於該SSL中之溫度感測器及反饋控制器，該反饋控制器基於來自溫度感測器之信號調變至SSE之驅動電流。此等主動溫度控制系統增加了SSL之複雜性且可導致更高成本。另一用於限制由SSE生成之熱之現有技術係被動地限制流過SSE之電流。例如，現有SSL可在SSL封裝中具有與SSE橫向間隔開之正溫度係數(「PTC」)熱阻器。此等橫向定位之PTC熱阻器係藉由線接合連接至SSE。當SSL封裝之溫度增加超過某一臨限值時，PTC熱阻器之電阻增加，其進而使至SSE之電流減少以限制光輸出及熱。在現有被動溫度控制系統中，單個PTC熱阻器可控制多晶片SSL中提供給複數個單獨SSE之電力。
現有被動溫度控制系統之一個挑戰係由於橫向定位之PTC熱阻器之溫度滯後於SSE之溫度，因此其具有相對較慢之反應時間。由於此等慢的反應時間，因此SSL封裝在PTC電阻在高溫度下增加至足以限制光輸出之前可超越實際最高期望溫度，或因此使得光輸出在PTC電阻減少以在較低溫度下增加光輸出之前長時間被抑制。另一挑戰係橫向間隔開之PTC熱阻器因PTC熱阻器吸收一些光且佔據原本將由SSE佔據之空間而使每單位面積光輸出減少。具有調變複數個SSE之單個PTC熱阻器之現有被動溫度控制系統之又一缺點係個別SSE不能在最佳溫度下操作。在許多多晶片SSL中，一些SSE可在比其他SSE熱或冷之情況下運行。單個PTC熱阻器不能補償此等差異，且因此一些SSE可比其他SSE更早的降格或失效。
固態發光器(「SSL」)之各種實施例及製造SSL之相關方法闡述於下文中。術語「SSL」根據使用其之上下文一般係指「固態發光器」及/或「固態發光」。術語「SSL發射器」或「固態發射器」(「SSE」)一般係指將電能轉換成可見、紫外、紅外及/或其他光譜中之電磁輻射之固態組件。SSE包含「LED」，其係將電能轉換成期望光譜中之電磁輻射之半導體二極體。術語「磷光體」一般係指暴露於能量(例如電子及/或光子)之後可持續發射光之材料。熟悉此項技術者亦應瞭解，本發明技術可具有額外實施例及/或可在沒有下文參照圖2A-7B所闡述之實施例之若干細節的情況下實踐。
圖2A-2C係圖解說明根據本發明技術之一實施例製造SSE 200(圖2C)之方法之剖視圖。更具體而言，圖2A圖解說明其中已在基板220上形成發光結構210之製程階段。發光結構210可包含第一半導體材料212、作用區214及第二半導體材料216。第一半導體材料212可係諸如N型氮化鎵(「N-GaN」)等N型半導體材料，且第二半導體材料可係諸如P型氮化鎵(「P-GaN」)等P型半導體材料。作用區214可係氮化銦鎵(「InGaN」)。第一半導體材料212、作用區214及第二半導體材料216可使用化學氣相沈積(「CVD」)、物理氣相沈積(「PVD」)、原子層沈積(「ALD」)、電鍍或在半導體製造業中習知之其他技術相繼沈積。發光結構210可經組態以在可見光譜(例如自約380 nm至約750 nm)、紅外光譜(例如自約750 nm至約3,000 nm)及/或其他適宜光譜中發射光。發光結構210可視情況包含藉由透明導電材料219附接至第二半導體材料216之反射材料218。反射材料218可係銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鋁(Al)或任何其他適宜材料，其將初始自作用區214發射之光反射朝向第二半導體材料216並向後穿過第一半導體材料212。反射材料218亦可具有高熱導率。反射材料218亦可基於其所反射光之色彩來選擇。例如，銀一般不改變所反射光之色彩。當期望有色光時，反射材料218可係金、銅或另一反射、有色表面。透明導電材料219可係氧化銦錫(ITO)或透明、導電並將反射材料218黏附至第二半導體材料216之任何其他適宜材料。可使用CVD、PVD、ALD、電鍍或在半導體製造業中習知之其他技術沈積導電材料219及反射材料218。
仍參照圖2A，基板220可具有前表面221a及後表面221b，且基板220可包括用於形成發光結構210之矽(Si)、藍寶石或另一適宜材料。在一實施例中，基板220可包含矽，其中該矽之至少一部分在前表面221a處具有Si(1,0,0)晶體定向。在其他實施例中，基板220可包含具有其他晶體定向(例如Si(1,1,1))之矽、AlGaN、GaN、碳化矽(SiC)、藍寶石(Al2O3)、上述材料之組合及/或其他適宜基板材料。
在一實施例中，在基板220之前表面221a上形成緩衝結構222。如圖2A中所示，緩衝結構222可包含在基板220之前表面221a上之第一部分224及在第一部分224上之第二部分226。緩衝結構222為生長或以其他方式形成第一半導體材料212提供有利表面。緩衝結構222可包含經由金屬-有機CVD(「MOCVD」)、分子束磊晶(「MBE」)、液相磊晶(「LPE」)、氫化物氣相磊晶(「HVPE」)及/或其他適宜技術形成之氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋅(ZnN)及/或其他適宜材料。例如，第一部分224可係AlN且第二部分226可係AlGaN。在其他實施例中，可省略緩衝結構222。例如，當基板220之表面適於形成第一半導體材料212時，可省略緩衝結構222。
圖2B圖解說明其中在反射材料218上形成溫度控制元件230之後續製程階段。圖2B中所顯示之溫度控制元件230之實施例係與發光結構210垂直整合之被動溫度控制特徵。因此，經由直接傳導穿過透明導電材料219及反射材料218由發光結構210來加熱溫度控制元件230。溫度控制元件230可包括響應於溫度改變而改變其電導率之正溫度係數(「PTC」)熱阻器材料。PTC熱阻器材料可包括基於聚合物或陶瓷之材料，其在對應於SSE之最高期望操作溫度之選定溫度範圍內電阻增加。在一實施例中，溫度控制元件230可包括使用PVD或另一適宜沈積技術沈積於反射材料218上之鈦酸鋇。PTC熱阻器材料之其他實施例可包括結晶聚合物或結晶聚合物與導電填料之摻合物。如下文中更詳細之闡釋，溫度控制元件230固有地在較高溫度下限制電流以使操作溫度維持在期望範圍內之方式調節光輸出。
圖2C圖解說明其中藉由自第一半導體材料212移除基板220及緩衝結構222形成SSE 200之後續製程階段。基板220及緩衝結構222可使用背面研磨、蝕刻或業內已知之其他適宜方法來移除。在圖2C中所圖解說明之實施例中，將SSE 200倒置以使第一半導體材料212面向光「L」之方向。第一半導體材料212因此界定前側240a，且溫度控制元件230界定SSE 200之後側240b。在一些實施例中，諸如鎢等額外導體材料(未顯示)可沈積於溫度控制元件230之上/上方，以便該額外導體材料界定SSE 200之後側240b。第一觸點241可線接合或以其他方式附接至第一半導體材料212，且第二觸點242可表面安裝至溫度控制元件230。第一及第二觸點241及242可電耦合至載體基板(未顯示於圖2C中)及/或封裝基板(未顯示於圖2C中)以將電力提供給發光結構210。
在操作中，溫度控制元件230之電阻隨發光結構210之溫度增加而增加。在較高溫度下，溫度控制元件230電阻之增加使跨越發光結構210之電位降減小，從而使流過裝置之電流及裝置所耗散之相應電力減小。此減少由發光結構210生成之熱量，以避免可迅速劣化熱敏感組件之過熱條件。當溫度控制元件230具有高電阻時，發光結構210之溫度可降低，且隨著溫度降低，溫度控制元件230之電阻降低以增加光輸出。如此，溫度控制元件230自調變光輸出及發光結構210之溫度來使SSE 200之溫度維持在期望操作範圍內。
圖3A及3B係顯示溫度控制元件230之電阻與SSE 200之溫度之間的關係之實施例之圖表。SSE 200具有介於低溫(TL)與高溫(TH)之間之操作溫度範圍。在圖3中所圖解說明之實施例中，溫度控制元件230之電阻在操作溫度範圍之相當大部分內保持相當地恆定，且然後當溫度達到操作範圍之高溫TH時迅速增加。因此，此實施例允許發光結構210(圖2)在大部分操作範圍內發射恆定的高光輸出，但之後當溫度接近高溫TH時光輸出迅速減少。圖3B圖解說明替代實施例，其中溫度控制元件230之電阻隨溫度自TL增加至TH而穩定地增加。因此，圖3B中所圖解說明之實施例在低於圖3A中所圖解說明之實施例的溫度下減少光輸出以提供光輸出之更漸進變化及熱輸出之更漸進變化。
關於圖2A-2C所闡述之SSE 200之若干實施例之一個優點係溫度控制元件230對於溫度變化之反應極為迅速，此乃因溫度控制元件230係與發光結構210整體形成。此使得來自發光結構210之熱能夠在極短距離內並穿過具有高熱導率之材料以傳導方式轉移至溫度控制元件230。因此，溫度控制元件230可在發光結構210之溫度超過期望操作溫度範圍之高溫TH之前迅速減少光輸出。與SSE 200之若干實施例相反，習用被動控制SSL具有相對較慢之反應時間，此乃因其PTC熱阻器與SSE橫向間隔開，而使得轉移至此等橫向PTC熱阻器之熱一般受限於穿過較長距離及/或熱導率比SSE 200低之材料進行對流加熱、輻射加熱或傳導加熱。因此，根據新技術之若干實施例之SSE與習用被動控制系統相比具有更快反應時間且提供更好的SSE溫度控制。
圖4A係本發明技術之一實施例之具有複數個SSE 200之SSL 400之剖視圖。SSL 400可包含封裝基板410，其包含耦合至第一引線413之第一觸點412及耦合至第二引線415之第二觸點414。第一觸點412可係正端子且第二觸點414可係負端子。個別SSE 200安裝至基板410，以使個別溫度控制元件230與封裝基板410之相應第一觸點412疊加。在圖4中所圖解說明之實施例中，每一溫度控制元件230因此直接位於發光結構210與相應第一觸點412之間。個別溫度控制元件230相應地經組態，以使熱自發光結構210以傳導方式轉移至溫度控制元件230。熱自溫度控制元件230轉移至封裝基板400。因此，至封裝基板400之連接及封裝基板本身應具有熱導性。例如，可使用共熔Au/Sn材料以及在Au/Sn材料之下之黏著促進劑(例如鈦)薄層。SSE可經回流以將SSE焊接至封裝中或基板上之金屬晶粒附裝墊，以形成自SSE至基板之牢固電及熱傳導路徑。SSL 400可另外包含覆蓋SSE 200之至少一部分之轉換器材料420及一或多個與相應SSE 200對準之光調節元件430。
圖4B係圖解說明另一實施例之剖視圖，其中溫度控制元件230構建於個別晶粒430上或其內，該溫度控制元件夾於發光結構210之間而非將溫度控制元件230整合於發光結構210或基板400中。例如，溫度控制元件230可形成於遠離發光結構210之個別晶粒430上及/或其中，且然後具有溫度控制元件230之晶粒430可附接至發光結構210或基板400中之一者。晶粒430可比單個發光結構210大，以便可將多個發光結構210安裝至單個大晶粒430(以虛線顯示)，其在每一發光結構210(以實線顯示)之下具有連續溫度控制元件230(以虛線顯示)或離散溫度控制元件230。此大晶粒430及溫度控制元件230可圖案化有許多線接合孔431(以虛線顯示)以接達觸點414。溫度控制元件430之最頂層可經金屬化(較佳利用Au或Ag)以提供將光自介於發光結構210之間之區域向上反射之鏡，而非使光部分地由基板或封裝吸收。
根據此技術之SSL 400之若干實施例亦最佳化每單位面積光輸出且提供SSE 200之一對一調變。如上文所提及，習用被動控制SSL之一個挑戰係橫向間隔開之PTC熱阻器由於此等橫向PTC熱阻器吸收一些光而使每單位面積光輸出減少。然而，SSL 400之若干實施例將溫度控制元件230直接定位於發光結構210與封裝基板410之間，以使封裝基板410之更多空間可由SSE 200而非光吸收PTC熱阻器佔據。另外，可由個別溫度控制元件230來控制SSL 400之每一SSE 200，以使每一SSE 200可在其最佳溫度下操作。此預期將延長多晶片SSL中更多SSE之壽命。
此技術之上述實施例中之任一者之封裝基板410可係具有界定引線以將電力提供給SSE 200之跡線之印刷電路板。在一替代實施例中，封裝基板410可係由銅、鋁或另一類型材料製成之基底，其具有界定陽極或陰極之第一部分及與第一部分電絕緣並界定陰極或陽極中另一者之第二部分。在又一些實施例中，封裝基板410可具有由陶瓷或其他適宜介電材料製成之基底及基底上之跡線。封裝基板410之前表面可係平坦的，或在其他實施例中，封裝基板410可包含其中設置一或多個SSE 200之複數個凹陷。例如，該等凹陷可為經定大小及成形以接收單個SSE 200之腔。SSL 400之適宜封裝基板410顯示並闡述於在2010年3月25日申請且標題為「Multi-Lens Solid State Lighting Devices」之共同擁有之美國申請案第12/732,046號中，其以引用方式併入本文。
選擇上述實施例(例如圖4)中任一者之可選轉換器材料420以發射某一波長之光，該光與來自SSE 200之光組合以產生期望色彩之光。例如，轉換器材料420可具有在激發下發射期望波長之光之組合物，以使來自SSE 200及轉換器材料420之發射之組合仿真白光。例如，在一實施例中，轉換器材料420可包含含有特定濃度之鈰(III)摻雜之釔鋁石榴石(「YAG」)之磷光體用於在光致發光下發射包含綠色、黃色及/或紅色之一系列色彩。在其他實施例中，轉換器材料430可包含釹摻雜之YAG、釹-鉻雙重摻雜之YAG、鉺摻雜之YAG、鐿摻雜之YAG、釹-鈰雙重摻雜之YAG、鈥-鉻-銩三重摻雜之YAG、銩摻雜之YAG、鉻(IV)摻雜之YAG、鏑摻雜之YAG、釤摻雜之YAG、鋱摻雜之YAG及/或其他適宜磷光體組合物。當來自SSE 200之光及/或激勵粒子輻照轉換器材料420時，磷光體經激勵並發射具有期望特性之光。
上述實施例(例如圖4)中任一者之光調節元件430係可選的且可係經組態以聚焦光之透鏡或漫射光之漫射器。調節元件430可包含由聚矽氧、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、樹脂或具有適宜性質之其他材料製造之透射材料用於透射由SSE 200所發射之輻射。調節元件430可視情況包含諸如磷光體等轉換器材料，其以不同頻率發射光以使人眼感知白光或另一期望色彩。調節元件430中之轉換器材料可係在轉換器材料420之外或係代替其。
圖5係根據本技術之另一實施例具有發光結構510及基板520之SSE 500之示意性剖視圖。發光結構510可係具有第一半導體材料512、作用區514及第二半導體材料516之堆疊。第一及第二半導體材料512及516可分別包括N-GaN及P-GaN。作用區514可係InGaN或另一業內已知量子井結構。在圖5中所圖解說明之實施例中，基板520對於發光結構510所發射之輻射係透明的。因此，發光結構510可生長於基板520而不必在製造製程之後期階段移除基板520。例如，基板520可包括藍寶石或上面可形成發光結構510之另一適宜透明材料。SSE 500另外包含在第二半導體材料516後側之反射材料及溫度控制元件530。溫度控制元件530可係PTC熱阻器材料或以類似於上文參照SSE 200所述之溫度控制元件230之方式操作之另一適宜材料。
圖6係根據本發明技術之另一實施例具有SSE 610及封裝基板620之SSL 600之示意性剖視圖。SSE 610可係具有第一半導體材料612(例如N-GaN)、作用區614(例如InGaN)及第二半導體材料616(例如P-GaN)之發光結構。SSE 610可另外包含透明導電材料617及反射材料618。SSE 610可相應地與上文參照圖2C所述之發光結構210類似，但SSE 610不包含整合於SSE 610本身中之溫度控制元件。相反地，封裝基板620可具有基底材料622、耦合至第一引線623a之第一觸點623、耦合至第二引線624a之第二觸點624及整合於封裝基板620中之溫度控制元件630。溫度控制元件630可與封裝基板620之第二觸點624及SSE 610之後側疊加或以其他方式對準。SSL 600可另外包含在溫度控制元件630後側之散熱片626以自SSL 600耗散熱。在其他實施例中，封裝基板620可在溫度控制元件630而非散熱片626後側具有敞口空腔，或溫度控制元件630之後側可嵌入基底材料622中。SSL 600以類似於上文所述之SSL 400之方式操作，但SSL 600使得封裝基板620而非在板上之SSE 610本身之電阻增加。
圖7A係SSL 700之示意性側視圖且圖7B係本發明技術之另一實施例之SSL 700之電路圖。SSL 700具有與上文所述之彼等組件相同之若干組件，且因此在圖2A-7B中相同參考編號係指相同組件。在一實施例中，SSL 700具有至少一個SSE 200及封裝基板710(圖7A)。SSE 200可具有發光結構210及與發光結構210整合在一起之溫度控制元件230(如上文所述)，或SSE可係顯示於圖5及圖6中之實施例中之任一者。封裝基板710可具有耦合至SSE 200之一個觸點之第一引線712、耦合至SSE 200之另一觸點之第二引線714及與SSE 200並聯地耦合至第一及第二引線712及714之旁路裝置720。旁路裝置720可係電阻器、基納二極體(Zenner diode)或其他具有電阻Rbp之適宜裝置。在操作中，當溫度控制元件230之電阻響應於發光結構210之溫度增加而增加時，其生成熱。由溫度控制元件230生成之熱本身可促使SSL 700熱劣化。因此，當溫度控制元件230之電阻超過Rbp時，電流優先流經旁路裝置720以避免SSL 700過熱。
自上文應瞭解，雖然本文出於說明之目的已對本發明之具體實施例予以闡述，但可對其實施各種修改而不背離本發明之精神及範圍。例如，圖2A-7B中所顯示之SSL及SSE之實施例之特徵中的任一者可互換且匹配在一起以提供期望光強度分佈。因此，本發明僅受隨附申請專利範圍限制。
2．．．支撐件
4．．．固態發射器(SSE)
6．．．轉換器材料
10．．．固態發光器(SSL)
12．．．矽基板
14．．．N型氮化鎵(「GaN」)材料
16．．．氮化銦鎵(「InGaN」)材料
18．．．P型GaN材料
20．．．第一觸點
22．．．第二觸點
200．．．固態發射器(SSE)
210．．．發光結構
212．．．第一半導體材料
214．．．作用區
216．．．第二半導體材料
218．．．反射材料
219．．．透明導電材料
220．．．基板
221a．．．前表面
221b．．．後表面
222．．．緩衝結構
224．．．第一部分
226．．．第二部分
230．．．溫度控制元件
240a．．．前側
240b．．．後側
241．．．第一觸點
242．．．第二觸點
400．．．固態發光器(SSL)
410．．．封裝基板
412．．．第一觸點
413．．．第一引線
414．．．第二觸點
415．．．第二引線
420．．．轉換器材料
430．．．光調節元件/個別晶粒
431．．．線接合孔
500．．．固態發射器(SSE)
510．．．發光結構
512．．．第一半導體材料
514．．．作用區
516．．．第二半導體材料
520．．．基板
530．．．溫度控制元件
600．．．固態發光器(SSL)
610．．．固態發射器(SSE)
612．．．第一半導體材料
614．．．作用區
616．．．第二半導體材料
617．．．透明導電材料
618．．．反射材料
620．．．封裝基板
622．．．基底材料
623．．．第一觸點
623a．．．第一引線
624．．．第二觸點
624a．．．第二引線
626．．．散熱片
700．．．固態發光器(SSL)
710．．．封裝基板
712．．．第一引線
714．．．第二引線
720．．．旁路裝置
圖1A係先前技術之習用SSL裝置之剖視圖。
圖1B係先前技術之SSE之剖視圖。
圖2A-2C係圖解說明根據本發明技術之實施例製造SSE之方法之示意性剖視圖。
圖3A及3B係顯示根據本發明技術之實施例之溫度控制元件之電阻與SSE之溫度之間的關係之圖表。
圖4A係根據本發明技術之實施例之具有複數個SSE之SSL之示意性剖視圖。
圖4B係根據本發明技術之實施例之具有複數個SSE之SSL之示意性剖視圖。
圖5係根據本發明技術之另一實施例之SSE之示意性剖視圖。
圖6係根據本發明技術之另一實施例之具有SSE及封裝基板之SSL之示意性剖視圖。
圖7A係根據本發明技術之另一實施例之具有SSE及封裝基板之SSL之示意性剖視圖。
圖7B係圖7A中之SSL之電路圖。
200．．．固態發射器(SSE)
210．．．發光結構
230．．．溫度控制元件
420．．．轉換器材料
700．．．固態發光器(SSL)
710．．．封裝基板
712．．．第一引線
714．．．第二引線
720．．．旁路裝置

Claims (15)

  1. 一種固態發光器(「SSL」)，其包括：具有第一電觸點之封裝基板；具有作用區介於其之間之第一半導體材料及第二半導體材料之發光結構；鄰近於該第二半導體材料之反射材料；及位於該發光結構及該封裝基板之該第一電觸點之間之溫度控制元件，其中該溫度控制元件包含與該反射材料接觸之正溫度係數(「PTC」)材料，以使該溫度控制元件直接與該發光結構整合。
  2. 如請求項1之SSL，其中該溫度控制元件係表面安裝至該封裝基板之該第一電觸點。
  3. 如請求項2之SSL，其中該第一半導體材料係N型半導體材料及該第二半導體材料係P型半導體材料。
  4. 如請求項3之SSL，其中：該N型半導體材料係N型氮化鎵(N-GaN)；該P型半導體材料係P型氮化鎵(P-GaN)；且該作用區包括氮化銦鎵(InGaN)。
  5. 如請求項1之SSL，其中該PTC材料包括鈦酸鋇。
  6. 如請求項1之SSL，其中該溫度控制元件直接與該發光結構整合。
  7. 如請求項1之SSL，其中散熱片附接至該溫度控制元件。
  8. 如請求項1之SSL，其進一步包括電耦合至該發光結構及該溫度控制元件之旁路裝置。
  9. 如請求項8之SSL，其中該旁路裝置係與該發光結構及該溫度控制元件並聯地耦合。
  10. 如請求項1之SSL，其中：該第一半導體材料及該第二半導體材料係經組態以生成光；及該溫度控制元件係表面安裝至該封裝基板之該第一電觸點。
  11. 如請求項10之SSL，其中該發光結構進一步包括介於該第二半導體材料及該反射材料之間之透明導電材料。
  12. 如請求項1之SSL，其進一步包括介於該發光結構與該封裝基板之間之個別晶粒，其中該溫度控制元件係形成於該個別晶粒中及/或其上。
  13. 一種固態發射器(「SSE」)，其包括：具有至少P型半導體材料、N型半導體材料及與該P型半導體材料毗鄰之反射材料之發光結構；及直接接合至該反射材料之整合溫度控制元件，其中該溫度控制元件係經組態以隨溫度增加而增加電阻；及其中該溫度控制元件包含正溫度係數(「PTC」)材料。
  14. 如請求項13之SSE，其中：該溫度控制元件係直接與該P型半導體材料垂直對準；及該溫度控制元件係表面安裝至安裝有該SSE之封裝基板之電觸點。
  15. 如請求項13之SSE，其另外包括：介於該P型半導體材料及該反射材料之間之透明導電材料。
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