置與交通燈系統(tǒng)的其他功能相適應(yīng)。
[0056] 可見光通訊（VLC)
[0057] 在另一些實(shí)施例中，可利用用于可見光通信的信息來調(diào)制具有功率片上系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 的照明器件所產(chǎn)生的LED光信號(hào)。
[0058] 在一個(gè)示例中，如上所述的智能交通燈裝置配有合適的信號(hào)處理和控制電路以允 許進(jìn)行數(shù)據(jù)（例如污染和交通數(shù)據(jù)）廣播，從而使配有光電無線收發(fā)機(jī)的移動(dòng)裝置能夠與 所述智能交通燈進(jìn)行無線通信（如圖10所示，通過兩個(gè)攜帶移動(dòng)裝置的個(gè)體進(jìn)行通信）。
[0059] 雖然在傳統(tǒng)上，VLC消耗大量能量，因此對(duì)于許多應(yīng)用而言成本過高，但是將GaN LED像素用于具有本文所述的功率片上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的SSL照明器件的本發(fā)明的實(shí)施例能夠?qū)?現(xiàn)負(fù)載大量減少的VLC。通過用不同的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)照明器件的每個(gè)像素或像素組進(jìn)行調(diào)制， 可以較為容易地實(shí)現(xiàn)正交頻率擴(kuò)散復(fù)用（0FDM)發(fā)射機(jī)。本質(zhì)上，光（發(fā)射的功率）在自 由空間中發(fā)生合成是因?yàn)樗袛?shù)據(jù)流使用同一載波，即可見光。每個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)電流充當(dāng) 0FDM發(fā)射機(jī)中的子載波信號(hào)。高速串行數(shù)據(jù)流首先被分離（即，并行化）為并行流以調(diào)制 每個(gè)子載波，每個(gè)子載波轉(zhuǎn)而用于調(diào)制每個(gè)LED像素或像素組。由于驅(qū)動(dòng)電流必須保持恒 定的DC水平以使光強(qiáng)度保持穩(wěn)定（與數(shù)據(jù)無關(guān)），因此可采用相移鍵控或Manchester編碼 以保證子載波（驅(qū)動(dòng)電流）的恒定的RMS水平?？赏ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝容易地實(shí)現(xiàn)基于對(duì) 每個(gè)像素單獨(dú)進(jìn)行調(diào)制的矩陣電路的VLC發(fā)射機(jī)，以獲得較好的能量效率。此外，由于相同 的VLC發(fā)射機(jī)還可作為環(huán)境傳感器源信號(hào)產(chǎn)生器使用，因此用于操作的電子硬件和能量都 得到了復(fù)用。在傳感器模式中，當(dāng)背景日光較強(qiáng)或要覆蓋更多空氣樣本體積時(shí)，可將多個(gè)像 素組合在一起以提高信號(hào)強(qiáng)度。如先前所述，可采用用于鎖定同步的"特征"調(diào)制頻率以便 抑制背景日光。因此，矩陣電路提供了適合的電路平臺(tái)以在源端實(shí)現(xiàn)這種方案，因?yàn)槊總€(gè)像 素可在不同頻率下被驅(qū)動(dòng)。
[0060] 對(duì)于接收機(jī)，可根據(jù)期望的部署條件（例如距離收發(fā)機(jī)的距離、視線、以及背景光 水平）來使用光電二極管或CMOS圖像傳感器來檢測(cè)可見光。具體地，在示例性實(shí)施例中， 帶有前端光電二極管的標(biāo)準(zhǔn)跨阻放大器（TIA)可用于將來自光電二極管的入射電流信號(hào) 轉(zhuǎn)換為用于下一步信號(hào)處理的電壓，所述前端光電二極管或以倒裝芯片的方式安裝在CMOS 1C "基底"層，或嵌入到CMOS襯底中。使光電二極管靠近TIA將減少分立實(shí)現(xiàn)方式中存在 的寄生負(fù)載。因而，接收機(jī)前端（RFE)的噪聲水平應(yīng)當(dāng)更低，這樣可加入更好的屏蔽而不引 入不可接受的負(fù)載影響。
[0061 ] 本文所引用的包括發(fā)表論文、專利申請(qǐng)以及專利在內(nèi)的所有文獻(xiàn)均會(huì)按照單獨(dú)且 具體地說明每篇文獻(xiàn)的程度以引用方式并入本文中，并在本文中闡述其全部內(nèi)容。
[0062] 除非本文中另外表示或與上下文明顯矛盾，否則在描述本發(fā)明的上下文中（尤其 是權(quán)利要求的上下文中）使用術(shù)語"一個(gè)"、"一"、"該"和"至少一個(gè)"以及類似指示詞應(yīng)當(dāng) 被理解為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩種含義。除非本文中另外表示或與上下文明顯矛盾，否則使用 前面帶有一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目的列表的術(shù)語"至少一個(gè)"（例如，"A和B中的至少一個(gè)"）被理解 為意指從所列項(xiàng)目中選擇的一個(gè)項(xiàng)目（A或B)、或者兩個(gè)以上的所列項(xiàng)目的任意組合（A和 B)。除非另外指明，否則術(shù)語"包含……的"、"具有……的"、"包括……的"以及"含有…… 的"應(yīng)當(dāng)理解為開放式術(shù)語（即，表示"包括但不限于"）。除非本文中另外表示，否則本文 中對(duì)值域的描述僅旨在作為單獨(dú)表示落入該范圍的每個(gè)獨(dú)立的值的簡要方法，并且每個(gè)獨(dú) 立的值按照在本文中單獨(dú)描述的方式并入本說明書。除非在本文中另外表示或與上下文明 顯矛盾，否則可按任何合適的順序執(zhí)行本文中描述的所有方法。除非另外聲明，否則使用本 文所提供的任何及所有示例或者示例性語句（如，"例如"）僅旨在更好地說明本發(fā)明而非 限定本發(fā)明的范圍。本說明書中的所有語句均不應(yīng)當(dāng)理解為表示任何一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所必 需的未聲明的元件。
[0063] 上文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其包括本發(fā)明人所知的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最優(yōu)模 式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在閱讀上述描述后，這些優(yōu)選實(shí)施例的變化是顯而易 見的。發(fā)明人預(yù)料到本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓?，并且發(fā)明人旨在按照與本文的具 體描述不同的方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括了權(quán)利要求中所述的發(fā)明主題的所有修 改和等價(jià)。此外，除非在本文中另外表示或與上下文明顯矛盾，否則本發(fā)明涵蓋了上述元件 的所有可能的變化的任意組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種照明器件，包括襯底、集成電路、嵌入式無源元件、以及照明元件，所述照明器件 被布置為這樣一種結(jié)構(gòu)，其包括： 包括所述集成電路的集成電路層，其中所述集成電路層集成在所述襯底的第一面上； 包括所述嵌入式無源元件的嵌入式無源元件層，其中所述嵌入式無源元件嵌入在形成 于所述襯底中的溝槽內(nèi)，并且其中所述嵌入式無源元件通過所述襯底中的過孔連接至所述 集成電路；以及 包括所述照明元件的接合層，所述照明元件通過倒裝芯片接合或單片集成的方式連接 至所述集成電路層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述集成電路層的集成電路包括信號(hào)處理和 控制電路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述集成電路層的集成電路包括電源管理控 制電路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述嵌入式無源元件包括由電感器、變壓器 和電容器所組成的組中的至少一個(gè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述集成電路層的集成電路通過布置在所述 襯底中的過孔連接至所述嵌入式無源元件層的嵌入式無源元件。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述接合層還包括半導(dǎo)體開關(guān)，其中所述半 導(dǎo)體開關(guān)通過倒裝芯片接合或單片集成的方式連接至所述集成電路層。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明器件，其中所述半導(dǎo)體開關(guān)為硅基功率晶體管或復(fù)合功 率晶體管。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述照明元件為GaN基LED陣列。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述照明器件還包括布置在所述襯底中的熱 路由結(jié)構(gòu)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述照明元件通過倒裝芯片接合的方式連 接至所述集成電路層，并且所述照明器件還包括： 位于所述接合層的照明元件與所述集成電路層之間的下填充件。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述照明元件包括微透鏡陣列。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明器件，其中所述照明器件還包括污染物傳感器，并且所 述照明器件是智能交通燈系統(tǒng)的一部分。13. -種制造照明器件的方法，所述方法包括步驟： 在襯底的第一面上形成集成電路； 在所述襯底中刻蝕過孔； 在襯底的第二面上刻蝕溝槽； 在所述溝槽中形成無源元件，其中所述溝槽中的無源元件通過所述過孔連接至所述集 成電路；以及 形成連接至所述襯底的第一面上的集成電路的照明元件，所述照明元件通過倒裝芯片 接合或單片集成的方式連接至所述襯底的第一面上的集成電路。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中利用外延工藝將所述照明元件通過單片集成的 方式連接至所述集成電路。15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括步驟： 形成連接至所述襯底的第一面上的集成電路的半導(dǎo)體開關(guān)，其中所述半導(dǎo)體開關(guān)通過 倒裝芯片接合或單片集成的方式連接至所述襯底的第一面上的集成電路。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中利用外延工藝將所述半導(dǎo)體開關(guān)通過單片集成 的方式連接至所述集成電路。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括步驟： 在所述照明元件與所述集成電路之間形成下填充件。18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述照明元件為GaN基LED陣列。19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括步驟： 形成布置在所述襯底中的熱路由結(jié)構(gòu)。20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述照明元件包括微透鏡陣列。
【專利摘要】提供了一種照明器件。該照明器件包括襯底、多個(gè)集成電路(22’、24)、多個(gè)嵌入式無源元件(26、27)以及照明元件(22)，該器件被布置為具有三層的結(jié)構(gòu)：包括集成電路(22’、24)的集成電路層(11)，其中集成電路層(11)集成在襯底的第一面上；包括嵌入式無源元件(26、27)的嵌入式無源元件層(12)，其中嵌入式無源元件(26、27)嵌入在形成于襯底中的溝槽內(nèi)，并且其中嵌入式無源元件(26、27)通過襯底中的過孔(28)連接至集成電路(22’、24)；以及包括照明元件(22)的接合層(13)，照明元件(22)通過倒裝芯片接合或單片集成的方式連接至集成電路層(11)。
【IPC分類】H01L25/16, H01L33/48
【公開號(hào)】CN105264661
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480015874
【發(fā)明人】俞捷, 單建安, 劉紀(jì)美
【申請(qǐng)人】香港科技大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2014年3月25日
【公告號(hào)】WO2014154023A1