包含具有集成式靜電放電保護(hù)的裝置的固態(tài)換能器裝置及相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本文中揭示具有集成式靜電放電保護(hù)的固態(tài)換能器裝置及相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)與方法。在一個實(shí)施例中，一種固態(tài)換能器裝置包含固態(tài)發(fā)射體及由所述固態(tài)發(fā)射體承載的靜電放電裝置。在一些實(shí)施例中，所述靜電放電裝置與所述固態(tài)發(fā)射體共享共同第一觸點(diǎn)及共同第二觸點(diǎn)。在進(jìn)一步實(shí)施例中，固態(tài)照明裝置與所述靜電放電裝置共享共同外延襯底。在更進(jìn)一步實(shí)施例中，所述靜電放電裝置定位于所述固態(tài)照明裝置與支撐襯底之間。
【專利說明】包含具有集成式靜電放電保護(hù)的裝置的固態(tài)換能器裝置及
相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明技術(shù)大體來說針對于包含具有集成式靜電放電保護(hù)的裝置的固態(tài)換能器裝置及相關(guān)系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)照明(“SSL”)裝置用于各種各樣的產(chǎn)品及應(yīng)用中。舉例來說，移動電話、個人數(shù)字助理(“PDA”)、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器及其它便攜式電子裝置利用SSL裝置來進(jìn)行背面照明。SSL裝置也用于看板、室內(nèi)照明、室外照明及其它類型的一股照明。SSL裝置通常使用發(fā)光二極管(“LED”)、有機(jī)發(fā)光二極管(“0LED”)及/或聚合物發(fā)光二極管(“PLED”)而非電細(xì)絲、等離子或氣體作為照明源。圖1是常規(guī)氮化銦鎵(InGaN)LEDlO的示意性橫截面圖，LEDlO包含襯底材料12 (例如，硅)、N型氮化鎵(GaN) 14、GaN/InGaN多量子阱(“MQW”)16及P型GaN18。LEDlO還包含在P型GaN18上的第一觸點(diǎn)20及在N型GaN14上的第二觸點(diǎn)22。在制造期間，經(jīng)由金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(“M0CVD”)、分子束外延(“MBE”)、液相外延(“LPE”)、氫化物氣相外延(“HVPE”)及/或其它外延生長技術(shù)在襯底材料12上形成N型GaN14、GaN/InGaN MQW16及P型GaN18，所述技術(shù)中的每一者通常是在高溫下執(zhí)行的。
[0003]圖1中所展示的LEDlO的一個方面是靜電放電(“ESD”)事件可導(dǎo)致對LEDlO的災(zāi)難性損壞且使LEDlO變得不可操作。因此，可期望減少ESD事件的效應(yīng)。然而，用于減輕ESD的效應(yīng)的常規(guī)方法通常包含將保護(hù)二極管連接到SSL裝置，此需要額外連接步驟且可損害所得結(jié)構(gòu)的電完整性。因此，仍需要可靠且具成本效益地制造具有抵抗ESD的適當(dāng)保護(hù)的LED。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)配置的發(fā)光二極管的一部分的橫截面圖。
[0005]圖2是具有根據(jù)本發(fā)明所揭示技術(shù)的實(shí)施例配置及集成的靜電放電裝置的SSL裝置的橫截面圖。
[0006]圖3A到3G是根據(jù)本發(fā)明所揭示技術(shù)的實(shí)施例經(jīng)歷形成SSL裝置及相關(guān)聯(lián)靜電放電裝置的工藝的微電子襯底的一部分的橫截面圖。
[0007]圖4是具有根據(jù)本發(fā)明所揭示技術(shù)的實(shí)施例配置及集成的靜電放電裝置的SSL裝置的橫截面圖。
[0008]圖5A及5B是根據(jù)本發(fā)明所揭示技術(shù)的實(shí)施例圖4的SSL裝置在操作期間的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下文描述代表性SST裝置及制造SST裝置的相關(guān)聯(lián)方法的數(shù)個實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)。術(shù)語“SST”通常指代固態(tài)換能器裝置，其包含半導(dǎo)體材料作為活性介質(zhì)以將電能轉(zhuǎn)換成在可見光譜、紫外線光譜、紅外線光譜及/或其它光譜中的電磁輻射。舉例來說，SST包含固態(tài)發(fā)光體(例如，LED、激光二極管等)及/或除細(xì)絲、等離子或氣體之外的其它發(fā)射源。在其它實(shí)施例中，SST可包含將電磁輻射轉(zhuǎn)換成電的固態(tài)裝置。術(shù)語固態(tài)發(fā)射體(“SSE”)通常指代將電能轉(zhuǎn)換成在可見光譜、紫外線光譜、紅外線光譜及/或其它光譜中的電磁輻射的固態(tài)組件或發(fā)光結(jié)構(gòu)。SSE包含半導(dǎo)體LED、PLED、OLED及/或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成在所要光譜中的電磁輻射的其它類型的固態(tài)裝置。下文在表示特定類型的SST裝置的固態(tài)照明(SSL)裝置的上下文中描述本發(fā)明所揭示技術(shù)的特定實(shí)例。在其它實(shí)施例中，所揭示技術(shù)適用于其它SST裝置。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，所述新的本發(fā)明所揭示技術(shù)可具有額外實(shí)施例，且此技術(shù)可不借助下文參考圖2到5B所描述的實(shí)施例的數(shù)個細(xì)節(jié)來實(shí)踐。
[0010]在特定實(shí)施例中，在固態(tài)發(fā)射體上形成靜電放電裝置，而不將所述靜電放電裝置預(yù)形成為獨(dú)立單元并接著將所述靜電放電裝置作為一單元電附接及/或物理附接到SSE。因此，在固態(tài)發(fā)射體上形成靜電放電裝置可包含直接在固態(tài)發(fā)射體的半導(dǎo)體表面上或在中間表面(舉例來說，導(dǎo)電及/或反射表面)上形成靜電放電裝置。在特定實(shí)施例中，從同一外延襯底形成固態(tài)發(fā)射體及靜電放電裝置兩者。在其它實(shí)施例中，可在外延襯底上形成固態(tài)發(fā)射體，且可在固態(tài)發(fā)射體上形成靜電放電裝置，其中在完成所得SSL裝置用于最終用途之前移除外延襯底。
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明所揭示技術(shù)的實(shí)施例配置的SSL裝置200的橫截面圖。SSL裝置200可包含安裝到支撐襯底230或以其它方式由支撐襯底230承載的SSE202。SSL裝置200進(jìn)一步包含由SSE202承載的靜電放電裝置250。如下文將進(jìn)一步描述，可將靜電放電裝置250制造為與SSL裝置200 (且特定來說，SSE202)成整體(例如)以改進(jìn)可靠性及/或可制造性。
[0012]SSE202可包含第一半導(dǎo)體材料204、第二半導(dǎo)體材料208及第一半導(dǎo)體材料204與第二半導(dǎo)體材料208之間的作用區(qū)206。在一個實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體材料204為P型氮化鎵(“GaN”)材料，作用區(qū)206為氮化銦鎵(“InGaN”)材料且第二半導(dǎo)體材料208為N型GaN材料。在其它實(shí)施例中，SSE結(jié)構(gòu)202的半導(dǎo)體材料可包含以下各項(xiàng)中的至少一者:砷化鎵(“GaAs”)、砷化鋁鎵(“AlGaAs”)、磷砷化鎵(“ GaAsP ”)、磷化鋁鎵銦(AlGaInP)、磷化鎵(III) ( “GaP”)、硒化鋅(“ZnSe”)、氮化硼(“BN”)、氮化鋁(“A1N”)、氮化鋁鎵(“AlGaN”)、氮化鋁鎵銦(“AlGalnN”)及/或另一適合的半導(dǎo)體材料。
[0013]所圖解說明的靜電放電裝置250包含外延襯底210 (例如，外延生長襯底)及半導(dǎo)體材料216 (例如，緩沖材料)。靜電放電裝置250進(jìn)一步包含電連接到通孔240的第一觸點(diǎn)246 (例如，由第一導(dǎo)電材料形成)，通孔240延伸穿過靜電放電裝置250及SSE202的一部分。第一觸點(diǎn)246電接觸作用區(qū)206下方的導(dǎo)電(且通常反射)材料220且可提供用于與電源或匯點(diǎn)介接的外部端子。因此，導(dǎo)電材料220作為P觸點(diǎn)操作。第一觸點(diǎn)246在通孔240中通過絕緣體242與周圍半導(dǎo)體材料216及SSE202的部分電絕緣。所圖解說明的靜電放電裝置250進(jìn)一步包含第二觸點(diǎn)248 (例如，由第二導(dǎo)電材料形成)，第二觸點(diǎn)248兼作SSE202的N觸點(diǎn)。因此，第二觸點(diǎn)248可在SSE202的上表面209上方延伸，例如，與N型材料208接觸。第二觸點(diǎn)248通過第二絕緣體244與半導(dǎo)體材料216電絕緣，且為透明的以允許輻射(例如，可見光)從作用區(qū)206穿過SSL裝置200而傳出。在所圖解說明的實(shí)施例中，第一觸點(diǎn)246及第二觸點(diǎn)248由SSE202與靜電放電裝置250共享。更具體來說，第一觸點(diǎn)246電耦合到SSE202的第一半導(dǎo)體層204及靜電放電裝置250的外延襯底210兩者。第二觸點(diǎn)248電耦合到SSE202的第二半導(dǎo)體層208及靜電放電裝置250的外延襯底210兩者。因此，靜電放電裝置250與SSE202并聯(lián)連接。形成第一觸點(diǎn)246、第二觸點(diǎn)248及穿過通孔240的電路徑的導(dǎo)電材料可取決于特定實(shí)施例而相同或不同。舉例來說，通孔240可包含與第一導(dǎo)電材料相同的第三導(dǎo)電材料，但可在單獨(dú)步驟中沉積第三導(dǎo)電材料。
[0014]SSL裝置200可耦合到電源270，電源270又耦合到控制器280。在控制器280的引導(dǎo)下，電源270將電流提供到SSL裝置200。
[0015]在正常操作期間，在電流從第一半導(dǎo)體材料204流動到第二半導(dǎo)體材料208時，電荷載子從第二半導(dǎo)體材料208朝向第一半導(dǎo)體材料204流動且致使作用區(qū)206發(fā)射輻射。通過導(dǎo)電反射材料220向外反射所述輻射。靜電放電裝置250提供用于電流在第一觸點(diǎn)246與第二觸點(diǎn)248之間流動的額外路徑。特定來說，第一觸點(diǎn)246與第二觸點(diǎn)248之間的外延襯底210可形成與SSE202并聯(lián)但具有相反極性的二極管。在正常操作條件期間，外延襯底210的偏置阻止電流穿過其從第一觸點(diǎn)246流動到第二觸點(diǎn)248，從而迫使電流通過SSE202。如果跨越觸點(diǎn)246、248放置顯著反向電壓(例如，在靜電放電事件期間)，那么外延襯底210變得沿反向方向?yàn)楦邔?dǎo)電的，從而允許反向電流流動穿過其，因此保護(hù)SSL裝置免受反向電流流動。
[0016]本發(fā)明技術(shù)進(jìn)一步包含制造SSL裝置的方法。舉例來說，形成SSL裝置的一個方法可包含從共同外延襯底形成SSE及靜電放電裝置。下文參考圖3A到3G進(jìn)一步詳細(xì)地描述此工藝的代表性步驟。
[0017]圖3A到3G是 根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例經(jīng)歷形成上文所描述的SSL裝置200的實(shí)施例的工藝的微電子襯底300的一部分的部分不意性橫截面圖。圖3A展不已在外延襯底210 (例如，生長襯底)上安置半導(dǎo)體材料216 (例如，緩沖材料)之后的襯底300。外延襯底210 可為硅(例如，Si(l，0，0) *Si(l，l，l))、GaAsJMt^ (SiC)、聚合氮化鋁(“pAIN”)、具有硅外延表面的工程襯底(例如，在聚合氮化鋁上的硅)及/或其它適合的材料。半導(dǎo)體材料216可為與外延襯底210相同的材料，或接合到外延襯底210的單獨(dú)材料。舉例來說，外延襯底210可為pAIN且半導(dǎo)體材料216可為Si (1，1，I)。在這些實(shí)施例中的任一者中，在半導(dǎo)體材料216上形成SSE202。
[0018]SSE202包含可使用化學(xué)氣相沉積(“CVD”)、物理氣相沉積(“PVD”)、原子層沉積(“ALD”)、電鍍或在半導(dǎo)體制作領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)依序沉積或以其它方式形成的第一半導(dǎo)體材料204、作用區(qū)206及第二半導(dǎo)體材料208。在圖3A中所展示的實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體材料208在半導(dǎo)體材料216上生長或形成，作用區(qū)206在第二半導(dǎo)體材料208上生長或形成，且第一半導(dǎo)體材料204在作用區(qū)206上生長或形成。在一個實(shí)施例中，接近于外延襯底210定位N型GaN (如上文參考圖2所描述)，但在其它實(shí)施例中，接近于外延襯底210定位P型GaN。在其它實(shí)施例中，SSE202可包含額外緩沖材料、應(yīng)力控制材料或其它材料，且所述材料可具有此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它布置。
[0019]在圖3A中所展示的實(shí)施例中，在第一半導(dǎo)體材料204上方形成導(dǎo)電反射材料220a。導(dǎo)電反射材料220a可為銀(Ag)、金(Au)、金-錫(AuSn)、銀-錫(AuSn)JIf (Cu)、鋁(Al)或任何其它適合的材料，其可提供電接觸且將從作用區(qū)206發(fā)射的光往回反射穿過第一半導(dǎo)體材料204、作用區(qū)206及第二半導(dǎo)體材料208，如上文參考圖2所描述。導(dǎo)電反射材料220a可基于其導(dǎo)熱率、導(dǎo)電率及/或其反射的光的色彩而選擇。舉例來說，銀通常不更改所反射光的色彩。金、銅或其它有色反射材料可影響光的色彩且可相應(yīng)地經(jīng)選擇以針對由SSE202發(fā)射的光產(chǎn)生所要色彩?？稍诘谝话雽?dǎo)體材料204上直接沉積導(dǎo)電反射材料220a,或可在第一半導(dǎo)體材料204與反射材料220a之間安置透明導(dǎo)電材料221 (以虛線展示)。透明導(dǎo)電材料221可為氧化銦錫(ITO)或任何其它適合的材料，其透明、導(dǎo)電且將反射材料220a粘附或接合到第一半導(dǎo)體材料204。可使用CVD、PVD、ALD、電鍍或在半導(dǎo)體制作領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)沉積透明導(dǎo)電材料221及反射材料220a。透明導(dǎo)電材料221及/或反射材料220a可因此形成鄰近于(例如，接觸)SSE202的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)222。
[0020]圖3B圖解說明接合或以其它方式附接到SSE202的支撐襯底230的實(shí)施例。支撐襯底230可包含任選背側(cè)反射材料220b。使用高壓及/或高溫工藝將背側(cè)反射材料220b接合或以其它方式附接到反射材料220a。
[0021]圖3C展示其中所接合反射材料220a、220b(圖3B)形成經(jīng)組合反射材料220的實(shí)施例。外延襯底210也已(例如，通過背部研磨)被薄化。此時，可給剩余外延襯底210植入P型摻雜劑(例如，硼)以與下伏硅或其它半導(dǎo)體材料216形成p-n結(jié)。在另一實(shí)施例中，可在先前步驟中摻雜襯底210。在任一實(shí)施例中，由于半導(dǎo)體材料216通常包含緩沖層以促進(jìn)形成SSE202，且由于所述緩沖層通常包含未經(jīng)摻雜、大帶隙半導(dǎo)體層(例如，GaN、AlGaN或AlN)，因此p_n結(jié)將與形成SSE202的外延結(jié)電隔離。
[0022]圖3D圖解說明在背部研磨之后、在已反轉(zhuǎn)襯底300之后且在已摻雜外延襯底210之后的微電子襯底300。已使用研磨、蝕刻及/或其它工藝移除半導(dǎo)體材料216及外延襯底210中的大部分以暴露第二半導(dǎo)體材料208的外表面209或SSE202的其它部分。半導(dǎo)體材料216及外延襯底210的一部分保持在SSE202上以形成靜電放電裝置250。此為可使得靜電放電裝置250與SSE202及SSL300成整體的一種方式。在進(jìn)一步實(shí)施例中，可使用相同或類似技術(shù)來形成與SSE202成整體的多個靜電放電裝置250，例如，在已選擇性地蝕刻或以其它方式處理表面209之后。
[0023]圖3E圖解說明在已穿過靜電放電裝置250及SSE202的一部分形成通孔240之后的微電子襯底300。可通過鉆孔、蝕刻或在半導(dǎo)體制作領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)而形成通孔240。通孔240包含側(cè)壁241且提供對與第一半導(dǎo)體材料204電連通的反射材料220的接達(dá)。在其它實(shí)施例中，通孔240提供對與第一半導(dǎo)體材料204直接電接觸的導(dǎo)電材料221的接達(dá)。圖3F展示在第一絕緣體242已沉積于或已形成于通孔240中且第二絕緣體244已沉積于或已形成于靜電放電裝置250的橫向側(cè)壁上之后的微電子襯底300。
[0024]圖3G展示在導(dǎo)電材料已沉積于或已形成于通孔240中在第一絕緣體242內(nèi)部且已形成第一觸點(diǎn)246之后的微電子襯底300。第一觸點(diǎn)246可包括銀(Ag)、金(Au)、金-錫(AuSn)、銀-錫(AgSn)、銅(Cu)、鋁(Al)及/或其它導(dǎo)電材料。第一觸點(diǎn)246通過第一絕緣體242與半導(dǎo)體材料216及SSE202絕緣。第二觸點(diǎn)248已沉積于或以其它方式安置于或形成于SSE202的外表面209上及靜電放電裝置250的外延襯底210上。第二絕緣體244使第二觸點(diǎn)248與半導(dǎo)體材料216絕緣。
[0025]在選定實(shí)施例中，可在SSE202上方形成透鏡(圖3G中未展示)。所述透鏡可包含由以下各項(xiàng)制成的透光材料:硅酮、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、樹脂或具有用于透射由SSE202發(fā)射的輻射的適合性質(zhì)的其它材料。所述透鏡可定位于SSE202上方以使得由SSE202發(fā)射且由反射材料220反射的光通過所述透鏡。所述透鏡可包含例如彎曲形狀等各種光學(xué)特征，以在由SSE202發(fā)射的光射出透鏡時衍射光或以其它方式改變所述光的方向。
[0026]整體式靜電放電裝置250的實(shí)施例提供勝過傳統(tǒng)系統(tǒng)的數(shù)個優(yōu)點(diǎn)。舉例來說，由于在特定實(shí)施例中靜電放電裝置250由也用以形成SSE202的材料(例如，外延襯底210及半導(dǎo)體材料216)構(gòu)成，因此材料成本可小于單獨(dú)形成的靜電裝置的材料成本。此外，具有單獨(dú)靜電放電裸片的傳統(tǒng)系統(tǒng)需要用以接近于SSE202放置裸片的額外拾放步驟。更進(jìn)一步，此些傳統(tǒng)系統(tǒng)需要形成用以將靜電裝置連接到SSE的額外及/或單獨(dú)電連接。
[0027]圖4是具有根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例配置的靜電放電裝置450的SSL裝置400的橫截面圖。SSL裝置400可具有大體類似于上文參考圖2到3G所描述的特征的數(shù)個特征。舉例來說，SSL裝置400可包含SSE202，SSE202又包含第一半導(dǎo)體材料204 (例如，P型材料)、第二半導(dǎo)體材料208 (例如，n型材料)及第一半導(dǎo)體材料204與第二半導(dǎo)體材料208之間的作用區(qū)206。SSL裝置400可進(jìn)一步包含支撐襯底230與SSE202之間的反射材料220。通常，在外延襯底210 (在圖4中以虛線展示)上形成SSE202及反射/導(dǎo)電材料220。在SSE202由外延襯底210支撐時，可在SSE202上形成形成靜電放電裝置450且將靜電放電裝置450電連接到SSE的結(jié)構(gòu)。接著可移除外延襯底210。
[0028]在所圖解說明的實(shí)施例中，在SSE202上制作靜電放電裝置450，且SSE202及靜電放電裝置450兩者均由襯底230承載，其中靜電放電裝置450定位于襯底230與SSE202之間。通常，在從圖4中所展示的定向反轉(zhuǎn)SSE202時且在附接襯底230之前，執(zhí)行用于形成靜電放電裝置450的制作步驟。靜電放電裝置450可包含多個靜電結(jié)460 (個別地識別為第一結(jié)460a到第三結(jié)460c)。每一靜電結(jié)460可包含第一導(dǎo)電材料454 (由參考編號454a到454c個別地識別)、中間材料456 (由參考編號456a到456c個別地識別)及第二導(dǎo)電材料458 (由參考編號458a到458c個別地識別)?？墒褂枚喾N適合的沉積、掩蔽及/或蝕刻工藝中的任一者來安置所述材料。這些材料可不同于形成SSE202的材料，因?yàn)椴恍枰@些材料執(zhí)行發(fā)光功能。如上文所提及且如所屬領(lǐng)域的一股技術(shù)人員將理解，在相對于圖4中所展示的定向反轉(zhuǎn)SSL400時可使用這些技術(shù)在SSE202上依序形成所圖解說明的層。一個或一個以上絕緣材料461使所述層與第一半導(dǎo)體材料204及/或與支撐襯底230電隔離。
[0029]中間材料456可具有不同于第一導(dǎo)電材料454及第二導(dǎo)電材料458的電性質(zhì)的電性質(zhì)。在一些實(shí)施例中，中間材料456可為半導(dǎo)體(例如，非晶娃)或金屬。一個結(jié)(例如，第一結(jié)460a)的第一導(dǎo)電材料454a電耦合到鄰近結(jié)(例如,第二結(jié)460b)的第二導(dǎo)電材料458b。盡管所圖解說明的靜電放電裝置450包含串聯(lián)放置的三個結(jié)460，但在進(jìn)一步實(shí)施例中可使用更多或更少的結(jié)460。此外，為了獲得用于靜電放電裝置450的不同電流處置能力，可更改結(jié)460的大小及/或可并聯(lián)布置多個結(jié)460。
[0030]靜電放電裝置450可進(jìn)一步包含定位于第一通孔449處且電連接于結(jié)460中的一者(例如，到第三結(jié)460c的第一金屬層454c)與第二半導(dǎo)體材料208之間的第一觸點(diǎn)448。靜電放電裝置450另外包含定位于延伸穿過靜電放電裝置450的第二通孔440處的第二觸點(diǎn)446。第二觸點(diǎn)446將結(jié)460 (例如，第一結(jié)460a的第二金屬層458a)電耦合到反射材料220，或在進(jìn)一步實(shí)施例中，電耦合到單獨(dú)導(dǎo)電層或電耦合到第一半導(dǎo)體材料204。襯底230可為導(dǎo)電的以將電流路由到第二觸點(diǎn)446。絕緣材料461使第一觸點(diǎn)448及第二觸點(diǎn)446與鄰近結(jié)構(gòu)電隔離。
[0031]在一些實(shí)施例中，通過PVD、ALD、電鍍或在半導(dǎo)體制作領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)在SSE202上沉積靜電放電裝置450的組件。可使用上文參考圖3E所描述的方法在靜電放電裝置450及/或SSE202中形成第一通孔449及第二通孔440。在代表性實(shí)施例中，在附接襯底230之前在SSE202上形成靜電放電裝置450。在一些實(shí)施例中，可借助于接合層將靜電放電裝置450附接到襯底及/或SSE202。在更進(jìn)一步實(shí)施例中，靜電放電裝置450可定位于無襯底230的SSE202的外部表面的一部分上。
[0032]圖5A及5B是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例圖4的SSL裝置400在操作期間的橫截面圖。在正常操作期間，如圖5A中所圖解說明，電流沿箭頭的方向從第二觸點(diǎn)446流動到第一半導(dǎo)體材料204，如上文所描述穿過SSE202到達(dá)第二半導(dǎo)體材料208，到達(dá)第一觸點(diǎn)448。如圖5B中所圖解說明，在靜電放電事件期間，可通過穿過結(jié)460提供用于反向電流流動(由箭頭圖解說明)的路徑而保護(hù)SSL裝置400免受反向電流。反向電流可被引導(dǎo)穿過襯底230，而非穿過SSE202。
[0033]上文所描述的實(shí)施例中的數(shù)個實(shí)施例的一個特征是固態(tài)發(fā)射體及相關(guān)聯(lián)靜電放電裝置可形成為整體的。舉例來說，可從在其上形成固態(tài)發(fā)射體組件的同一襯底的一部分形成靜電放電裝置，如上文參考圖2到3G所描述。在參考圖4及5所描述的實(shí)施例中，并不針對固態(tài)發(fā)射體及靜電放電裝置兩者使用同一外延襯底，而是可在固態(tài)發(fā)射體上原位形成形成靜電放電裝置的組件。后一方法的優(yōu)點(diǎn)是可將靜電放電裝置形成為在固態(tài)發(fā)射體的與由固態(tài)發(fā)射體發(fā)射的光的路徑相反的側(cè)上。因此，靜電放電裝置的存在并不干擾固態(tài)發(fā)射體發(fā)射光或其它輻射的能力。
[0034]在前述實(shí)施例中的任一者中，整體形成的靜電放電裝置與固態(tài)發(fā)射體可共享整體形成的觸點(diǎn)。特定來說，固態(tài)照明裝置的相同觸點(diǎn)將電流提供到固態(tài)發(fā)射體及靜電放電裝置兩者。觸點(diǎn)可為用于固態(tài)發(fā)射體及靜電放電裝置兩者的僅在外部可接達(dá)的作用電觸點(diǎn)。因此，制造商并不需要將靜電放電裝置單獨(dú)地電連接到固態(tài)發(fā)射體，而是可替代地與形成靜電放電裝置本身同時地形成電觸點(diǎn)。在這些實(shí)施例中的任一者中，單個襯底或支撐部件可承載固態(tài)發(fā)射體及靜電放電裝置兩者。靜電放電裝置并非預(yù)形成結(jié)構(gòu)且因此不可作為一單元附接到固態(tài)發(fā)射體或從固態(tài)發(fā)射體移除，且不會損壞固態(tài)發(fā)射體或使固態(tài)發(fā)射體變得不可操作。另外，固態(tài)發(fā)射體及靜電放電裝置并非單獨(dú)可尋址的。也就是說，提供到固態(tài)發(fā)射體的電流也將提供到靜電放電裝置。因此，固態(tài)發(fā)射體與靜電放電裝置形成為單個芯片或裸片，而非形成為可一起電連接于單個封裝中的兩個單獨(dú)裸片。
[0035]根據(jù)前述內(nèi)容，將了解，本文已出于圖解說明的目的描述了本發(fā)明技術(shù)的具體實(shí)施例，但可在不背離本發(fā)明的情況下做出各種修改。舉例來說，上文所描述實(shí)施例中的一些實(shí)施例將靜電放電裝置論述為二極管。在其它實(shí)施例中，靜電放電裝置可包含不同的非線性電路元件。如上文在特定實(shí)施例中所論述，靜電放電裝置可經(jīng)構(gòu)造及連接以保護(hù)SSE免受大的反向電壓。在其它實(shí)施例中，靜電放電裝置可與正向偏置連接以防止SSE受到大的正向電壓。在更進(jìn)一步實(shí)施例中，SSE可連接到兩種類型的ESD裝置以保護(hù)其免受高正向電壓及高反向電壓兩者。另外，在某些實(shí)施例中，針對特定SSL裝置，在靜電放電裝置內(nèi)可存在更多或更少的靜電放電裝置或靜電結(jié)。此外，在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，用于SSE及襯底的材料選擇可變化。在某些實(shí)施例中，ESD裝置可用以保護(hù)除上文所描述的發(fā)光換能器之外的固態(tài)換能器。一個實(shí)施例的某些元件可與其它實(shí)施例組合、加上其它實(shí)施例的元件或替代其它實(shí)施例的元件。因此，本發(fā)明可囊括本文中未明確展示或描述的其它實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種形成固態(tài)換能器裝置的方法，其包括: 從外延襯底形成固態(tài)發(fā)射體，所述固態(tài)發(fā)射體具有第一半導(dǎo)體材料、第二半導(dǎo)體材料及所述第一與第二半導(dǎo)體材料之間的作用區(qū)；及從所述外延襯底形成靜電放電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 從所述固態(tài)發(fā)射體選擇性地蝕刻掉所述外延襯底的一部分；及 從所述外延襯底的剩余部分形成所述靜電放電裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括借助第一襯底承載所述固態(tài)發(fā)射體，所述第一襯底具有接觸所述固態(tài)發(fā)射體的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中形成靜電放電裝置包括: 形成穿過所述靜電放電裝置及所述固態(tài)發(fā)射體的至少一部分的通孔； 將第一導(dǎo)電材料沉積于所述通孔中，其中所述第一導(dǎo)電材料接觸所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；及 將第二導(dǎo)電材料沉積于所述固態(tài)發(fā)射體及所述靜電放電裝置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包括在將所述第一導(dǎo)電材料沉積于所述通孔中之前將絕緣材料沉積于所述通孔中。
6.根據(jù)權(quán)利 要求4所述的方法，其中沉積所述第一及第二導(dǎo)電材料包含將所述靜電放電裝置與所述固態(tài)發(fā)射體并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成靜電放電裝置包含形成多個串聯(lián)連接的靜電放電結(jié)。
8.一種形成固態(tài)換能器裝置的方法，其包括: 形成固態(tài)發(fā)射體，所述固態(tài)發(fā)射體具有第一半導(dǎo)體材料、第二半導(dǎo)體材料及所述第一與第二半導(dǎo)體材料之間的作用區(qū)；及 在所述固態(tài)發(fā)射體上形成靜電放電裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中: 形成所述靜電放電裝置包括形成具有第一電觸點(diǎn)及第二電觸點(diǎn)的靜電放電裝置；且其中所述方法進(jìn)一步包括將所述第一半導(dǎo)體材料電耦合到所述第一電觸點(diǎn)且將所述第二半導(dǎo)體材料電耦合到所述第二電觸點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述靜電放電裝置包括形成靜電結(jié)，所述靜電結(jié)具有第一導(dǎo)電材料、第二導(dǎo)電材料及所述第一導(dǎo)電材料與所述第二導(dǎo)電材料之間的第三半導(dǎo)體材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述第二導(dǎo)電材料電連接到所述第二半導(dǎo)體材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述靜電放電裝置包括形成多個串聯(lián)連接的靜電結(jié)，其中個別靜電結(jié)包括所述第一導(dǎo)電材料的一部分、所述第二導(dǎo)電材料的一部分及所述第三半導(dǎo)體材料的一部分，且其中所述方法進(jìn)一步包括將一個靜電結(jié)的所述第一導(dǎo)電材料與鄰近靜電結(jié)的所述第二導(dǎo)電材料連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述靜電放電裝置進(jìn)一步包括: 形成穿過所述固態(tài)發(fā)射體的至少一部分的通孔；及 借助所述通孔中的第三導(dǎo)電材料將所述第一導(dǎo)電材料電連接到所述第一半導(dǎo)體材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在外延襯底上形成所述固態(tài)發(fā)射體； 移除所述外延襯底的一部分；及 從所述外延襯底的剩余部分形成所述靜電放電裝置。
15.—種固態(tài)換能器系統(tǒng),其包括: 固態(tài)發(fā)射體；及 靜電放電裝置，其由所述固態(tài)發(fā)射體承載，所述靜電放電裝置與所述固態(tài)發(fā)射體具有共享第一觸點(diǎn)及共享第二觸點(diǎn)，其中所述第一及第二觸點(diǎn)為用于所述固態(tài)發(fā)射體及所述靜電放電裝置兩者的僅在外部可接達(dá)的作用電觸點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括: 電源，其可操作地連接到所述第一觸點(diǎn) '及 控制器，其可操作地連接到所述電源，所述控制器經(jīng)配置以開始及停止從所述電源到所述第一觸點(diǎn)的電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述固態(tài)發(fā)射體與所述靜電放電裝置一起形成單個裸片。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其 中所述靜電放電裝置包括半導(dǎo)體結(jié)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述固態(tài)發(fā)射體從外延襯底生長，且其中所述靜電放電裝置包括所述外延襯底的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括所述外延襯底中的通孔，其中所述第一觸點(diǎn)借助所述通孔連接到所述固態(tài)發(fā)射體。
21.一種固態(tài)換能器裝置，其包括: 單個支撐襯底； 固態(tài)發(fā)射體，其由所述單個支撐襯底承載；及 靜電放電裝置，其由所述單個支撐襯底承載，所述靜電放電裝置與所述固態(tài)發(fā)射體共享共同第一觸點(diǎn)及共同第二觸點(diǎn)，所述靜電放電裝置及所述固態(tài)發(fā)射體均不具有連接于所述單個支撐襯底與所述靜電裝置或所述固態(tài)發(fā)射體之間的另一支撐襯底。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述靜電放電裝置包括連接于所述第一觸點(diǎn)與所述第二觸點(diǎn)之間的二極管。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述單個支撐襯底包含在其上外延形成所述固態(tài)發(fā)射體的外延襯底。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述靜電放電裝置定位于所述襯底與所述固態(tài)發(fā)射體之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述固態(tài)發(fā)射體定位于所述靜電放電裝置與所述襯底之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述靜電放電裝置包括: 第一導(dǎo)電材料； 第二導(dǎo)電材料 '及 半導(dǎo)體材料，其分離所述第一與第二導(dǎo)電材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述靜電放電裝置包括可操作地串聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體結(jié)。
28.根據(jù)權(quán)利要求21 所述的裝置，其中所述靜電放電裝置與所述固態(tài)發(fā)射體并聯(lián)連接。
【文檔編號】H01L27/04GK103765586SQ201280042001
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】弗拉基米爾·奧德諾博柳多夫, 馬丁·F·舒伯特 申請人:美光科技公司