具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法技术方案

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有状态检测的固态换能器及相关联系统与方法
本专利技术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。
技术介绍
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专利技术的许多方面。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专利技术的原理。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是根据本专利技术所揭示技术的实施例配置的系统的示意性框图。图2B是根据本专利技术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是根据本专利技术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是根据本专利技术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是根据本专利技术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是根据本专利技术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是根据本专利技术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是根据本专利技术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是根据本专利技术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，所述新的本专利技术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专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.31 US 13/223,1361.一种固态换能器系统，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·F·舒伯特，弗拉基米尔·奥德诺博柳多夫，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：
国别省市：