[发明专利]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

说明书

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。