專利名稱：帶有集成保護(hù)功能的交直流發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交直流半導(dǎo)體發(fā)光二極管器件(裝置)和燈的設(shè)計(jì)和實(shí)施，該器件和燈由于帶有一個(gè)或多個(gè)集成保護(hù)裝置而具有高可靠性。在一些具體實(shí)施方式
里，交直流發(fā)光二極管(AC/DC LED)可直接由一個(gè)交流電壓驅(qū)動(dòng)(比如100V、110/120V或220/240V線電壓，或者6V、12V、18、24V等交流電壓)，也可以由一個(gè)高直流電壓驅(qū)動(dòng)(如12V、48V等直流電壓)。這些具體實(shí)施方式
可應(yīng)用在用作指示的低功率LED和用作普通照明的高功率LED中。集成保護(hù)元件能夠減小電壓波動(dòng)給器件性能及壽命所帶來的影響。
背景技術(shù)：
常規(guī)發(fā)光二極管，由于受物理結(jié)構(gòu)上的限制，通常只能工作在很低的直流電壓下(取決于所用的半導(dǎo)體材料，大概在1V至5V之間)。

發(fā)明內(nèi)容
在具體的實(shí)施方式里，本發(fā)明在芯片級(jí)上提供了一個(gè)集成保護(hù)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠限制電壓波動(dòng)對(duì)器件電流造成的影響，從而對(duì)高壓交直流LED具有特別大的保護(hù)作用。在某些具體實(shí)施例中，保護(hù)機(jī)構(gòu)可以被直接集成在交直流LED芯片上，或者可以被集成到交直流LED燈的封裝殼內(nèi)，或者可以被集成在以倒裝(覆晶)方式連接的交直流LED器件的基板(submount)上。
在第一個(gè)具體實(shí)施方式
中，一個(gè)限流電阻被單片集成在交直流LED的芯片上。在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
里，該限流電阻由LED結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料或位于LED結(jié)構(gòu)下面的半導(dǎo)體層制得。在另外一個(gè)具體實(shí)施方式
里，限流電阻通過在LED芯片上沉積具有合適電阻系數(shù)的其它材料來制得。
在第二個(gè)具體實(shí)施方式
中，一個(gè)獨(dú)立的限流電阻芯片以串聯(lián)的方式與交直流LED芯片一起裝配在燈封裝殼內(nèi)。LED燈的封裝殼可以是T1、T1-3/4，和其它標(biāo)準(zhǔn)的LED封裝，或特制的LED封裝，包括交直流LED指示燈和交直流LED照明燈。
在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，一個(gè)交直流LED芯片被倒裝在基板上，基板上同時(shí)還集成有一個(gè)無源保護(hù)電路。該無源保護(hù)電路可以包括一個(gè)電阻，一個(gè)電容，一個(gè)金屬氧化變阻器，一個(gè)正溫度特性(PTC)熱敏電阻，和/或其它電涌保護(hù)裝置。


圖1(a)為現(xiàn)有的交流LED的示意圖，該交流LED在本發(fā)明的實(shí)施例有可能會(huì)被用到。
圖1(b)、(c)和(d)為本發(fā)明采用了單片集成的集總(LUMP)限流電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1(e)為本發(fā)明采用了單片集成的分散(DISTRIBUTED)限流電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED晶片材料層結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。
圖3(a)為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖，該實(shí)施例設(shè)有一個(gè)由摻雜n-GaN材料制成的單片集成電阻，該電阻通過沉積在芯片上的金屬線與LED陣列串連。
圖3(b)為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖，該實(shí)施例包括一個(gè)由摻雜n-GaN材料制成的單片集成電阻，該電阻通過覆晶凸點(diǎn)與LED陣列經(jīng)設(shè)置在基板上的金屬線實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電連接。
圖3(c)為又一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖，在該實(shí)施例中，單片集成電阻由摻雜n-GaN材料制成，該電阻通過n-GaN材料與LED陣列串接。
圖3(d)為又一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖，該實(shí)施例包括一個(gè)由摻雜n-GaN材料制成的單片集成電阻，該電阻通過覆晶凸點(diǎn)與LED陣列經(jīng)基板上的金屬線實(shí)現(xiàn)電連接。
圖3(e)為使用集總限流電阻的實(shí)施例的俯視圖，其中集總電阻呈之字形。
圖3(f)為使用分散限流電阻的實(shí)施例的俯視圖，其中分散電阻與獨(dú)立的微型LED一一連接。
圖4為使用無摻雜GaN材料制成單片集成電阻的實(shí)施例的橫截面示意圖。
圖5為由沉積薄膜材料制成的單片集成電阻的實(shí)施例橫截面示意圖。
圖6為限流電阻與交直流LED芯片一起集成于封裝殼內(nèi)的實(shí)施例示意圖。
圖7為限流電阻芯片與交直流LED芯片采用T1-3/4標(biāo)準(zhǔn)封裝的實(shí)施例示意圖，其適用于指示燈。
圖8為限流電阻芯片與交直流LED芯片集成于定制的表面封裝殼內(nèi)的實(shí)施例示意圖，其適用于高功率交流照明燈。
圖9為另一可選擇的實(shí)施例示意圖，其保護(hù)元件與交直流LED芯片通過基板連接集成在一起。
具體實(shí)施例方式
近來，人們已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)的LED做出了很多改進(jìn)。傳統(tǒng)的LED只能工作在很低的直流電壓下(取決于所用的半導(dǎo)體材料，大概在1V至5V之間)，而這種局限最近已經(jīng)被克服。例如，本專利申請(qǐng)人擁有的美國專利US6,957,899(該專利的內(nèi)容被并入本發(fā)明中作為參考)公布了一種單芯片的交流LED，它是將許多微型LED以串聯(lián)的方式集成到一個(gè)公用的芯片上，從而構(gòu)成一個(gè)可直接工作在高壓交流或直流輸入電壓下的發(fā)光裝置。根據(jù)所集成的LED的數(shù)量，工作電壓可以是6V、12V、24V、48V、110V、240V甚至更高的直流電壓。更進(jìn)一步地，由于采用雙電流通道，高壓發(fā)光裝置可以直接在100V、110/120V或220/240V交流線電壓下工作，也可以直接在6V、12V、18V或24V的交流電壓下工作。
高壓交直流LED的應(yīng)用主要有兩類。一類是傳統(tǒng)的應(yīng)用，作為信號(hào)指示燈，這類應(yīng)用并不要求LED具備高發(fā)光強(qiáng)度。該技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有了一定的進(jìn)展。例如本專利申請(qǐng)人持有的美國專利申請(qǐng)11/102,273(該專利的內(nèi)容被并入本發(fā)明中作為參考)公開了基于微型LED(參見美國專利6,410,940)的交直流指示燈。該指示燈將幾十到上百個(gè)微型LED集成到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LED器件那么大的面積上，并具有與標(biāo)準(zhǔn)LED相似的功率消耗(以下稱之為“交流指示LED”)，從而使交流指示LED的芯片可以封裝在標(biāo)準(zhǔn)T1、T1-3/4封裝殼或其它用作信號(hào)指示的LED燈封裝殼內(nèi)。
至于芯片的大小，用作指示燈的LED芯片尺寸在0.2mm*0.2mm到0.5mm*0.5mm之間。更優(yōu)選地，芯片大小約為0.4mm*0.4mm，以便可以封裝在T1-3/4標(biāo)準(zhǔn)封裝殼內(nèi)。相應(yīng)地，應(yīng)用于這些指示燈類型的每個(gè)微型LED，其尺寸在20微米*20微米至50微米*50微米之間。更有選地，微型LED大小為30微米*30微米。采用其它封裝殼的交流LED指示燈尺寸也可同理得出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，芯片及微型LED的尺寸會(huì)由于所選擇的具體封裝方式和工作電壓不同而有所區(qū)別，所需要的微型LED數(shù)量則由工作電壓決定。
高壓交直流LED的第二類應(yīng)用是用于照明和發(fā)光，這類應(yīng)用要求LED能夠提供更強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度和具有更高的功率(以下稱之為“交流功率LED”)。本專利申請(qǐng)人持有的美國專利申請(qǐng)11/040,445(該專利申請(qǐng)的內(nèi)容被并入本發(fā)明中作為參考)公開了一種交流功率LED通過倒裝異質(zhì)地集成在基板上，基板上還設(shè)有用于連接各個(gè)微型LED的金屬線。在本專利申請(qǐng)人持有的美國專利申請(qǐng)11/144,982(該專利申請(qǐng)的內(nèi)容被并入本發(fā)明中作為參考)里，多個(gè)交流功率LED芯片集成到一個(gè)基板上以形成一個(gè)大面積的交直流發(fā)射器，從而為實(shí)現(xiàn)照明目的提供高功率和高亮度。
交流功率LED的芯片尺寸由功率級(jí)數(shù)和線電壓決定。由于所有的封裝殼都是采用特制方式設(shè)計(jì)而成的，沒有嚴(yán)格的尺寸限制，相應(yīng)地，用于交流功率LED中的小型LED稍微大一些。這些用于交流功率LED中的單個(gè)小型LED的尺寸可大約在0.1mm*0.1mm到0.5mm*0.5mm之間，或甚至更大。在較佳的方案里，1W的交流功率LED陣列的芯片尺寸大約為1mm*1mm。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，小型LED及芯片的尺寸會(huì)因功率設(shè)計(jì)和電壓設(shè)計(jì)的不同而改變。因此特定的尺寸和小型LED數(shù)量，除非有特別說明，否則并不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
這類工作在高交流電壓下的集成在單一芯片上的交流發(fā)光器的發(fā)展，給LED在照明、指示及顯示領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的范例。例如，高壓交流光發(fā)光器可直接由標(biāo)準(zhǔn)120V交流電供電，而不需要使用任何電壓變換器。如果交流LED采用標(biāo)準(zhǔn)愛迪生或歐式旋轉(zhuǎn)插頭封裝，則可直接插入發(fā)光燈泡插口內(nèi)，或插入到燈泡電源輸出端上用作發(fā)光。
然而，與這些創(chuàng)新相關(guān)的問題是公用電網(wǎng)里的交流線電壓具有明顯的大范圍波動(dòng)。例如在美國和加拿大，通常所謂的120V交流線電壓實(shí)際上會(huì)在108V至132V之間變化。線電壓的這種變化，雖然普通照明設(shè)備可以承受，但會(huì)給新開發(fā)的交直流LED帶來災(zāi)難性的破壞。這是因?yàn)楫?dāng)電流流過發(fā)光二極管時(shí)，一般地會(huì)隨供電電壓以指數(shù)方式增大。如果沒有合適的電流限制和保護(hù)，先前公開的交直流LED的可靠性及壽命將會(huì)隨線電壓的波動(dòng)明顯地降低。
為了克服這些在以前的發(fā)明中不可控制的線電壓波動(dòng)所引起的問題，本發(fā)明公開一種高壓交直流LED器件，其通過集成一個(gè)或多個(gè)限流保護(hù)元件而提高器件的可靠性和壽命。
簡單來說，本發(fā)明可這樣實(shí)現(xiàn)將保護(hù)元件(如電阻)用一定的方式與交流LED集成在一起，使保護(hù)元件在電涌時(shí)給LED提供相應(yīng)的保護(hù)，而無需其它額外的過壓保護(hù)裝置。因此，組合了交流LED及保護(hù)元件的芯片能夠封裝在一個(gè)封裝殼里，以形成一個(gè)可以充分地避免過壓/過流現(xiàn)象的完全集成的照明器。
有很多具體實(shí)施方式
可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。雖然在本發(fā)明提到的大部分實(shí)施例中保護(hù)元件為電阻，但能夠針對(duì)過壓和過流現(xiàn)象提供必要保護(hù)的其它器件或系統(tǒng)也可以被采用。這些可選項(xiàng)包含在本發(fā)明所述的“保護(hù)元件”范圍內(nèi)。此外，本發(fā)明反復(fù)地提到所用的保護(hù)元件是“集成的。這里所用的術(shù)語“集成”除非有其它特別說明，否則并不是局限說保護(hù)元件與發(fā)光器件必須集成在一個(gè)芯片上。例如，在有些例子里，使用該術(shù)語的意思是保護(hù)元件與LED器件是集成在同一個(gè)芯片上，而在另外一些例子里，使用該術(shù)語則是為了表明全部裝置作為一個(gè)統(tǒng)一的整體集成在一起成為一個(gè)器件，例如，保護(hù)元件與發(fā)光芯片被封裝在一起成為一個(gè)發(fā)光燈。這種集成使交流LED能夠被內(nèi)置于傳統(tǒng)封裝殼內(nèi)，且前所未有地取代傳統(tǒng)白熾燈發(fā)光或其它發(fā)光技術(shù)，而無需另外提供過壓保護(hù)電路，因?yàn)檫@里的保護(hù)元件被集成在一起了。
在一個(gè)實(shí)施例里，電阻和交流LED制作在同一塊芯片上，從而構(gòu)成具有保護(hù)功能的單片集成交流LED。
在一個(gè)單片集成實(shí)施例里，電阻與交流LED同時(shí)制造，并以制作交流LED的n型半導(dǎo)體為電阻材料。在制造交流LED的過程中，電阻也可以利用構(gòu)成交流LED的p型半導(dǎo)體材料，交流LED內(nèi)的無摻雜半導(dǎo)體材料或n型、p型及無摻雜半導(dǎo)體材料的組合來制造。這些集成制作工藝包括使用如下發(fā)光材料的LED(i)III-V族氮化物(III-Nitride)半導(dǎo)體；(ii)III-V半導(dǎo)體(如GaAs，InP，AlGaAs，AlGaInP)；(iii)II-VI半導(dǎo)體；(iv)ZnO或SiC；(v)有機(jī)半導(dǎo)體；(vi)場致發(fā)光聚合物。
作為一種替代方式，電阻也可以不采用制作LED的材料，而是通過外部材料的沉積來形成。例如，電阻的制造不使用制作LED本身的材料，而是使用單獨(dú)沉積的鉭金屬氮化物(tantalum nitride)、鎳鉻鐵合金(nichrome)、或其它可用作電阻的材料。在這些情況下，單獨(dú)沉積的電阻材料可以使用金屬線與LED陣列串聯(lián)連接在同一塊芯片上。
在另外一類實(shí)施例里，電阻和交流LED芯片通過倒裝方式安裝到基板上而實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。該類實(shí)施例可以有很多種形式，在一種方式中，電阻構(gòu)建在交流LED芯片上，而另外一種方式中，電阻構(gòu)建在基板上并通過基板上的金屬線與交流LED串聯(lián)。另外，電阻、正溫度特性(PTC)熱敏電阻、變阻器、電容或它們之間的組合都可以包含在這類實(shí)施例里。
在另外一個(gè)實(shí)施例里，電阻和交流LED構(gòu)建在兩塊獨(dú)立的芯片上，然后在LED燈封裝殼內(nèi)用金屬線將電阻和交流LED接合在一起形成兩者的集成。
作為一種理想但非必須情況，所構(gòu)建的電阻阻值應(yīng)該大于1KΩ。然而在較優(yōu)方案里，電阻阻值應(yīng)該在10KΩ至30KΩ范圍內(nèi)。很明顯，所用的電阻有可能會(huì)更大或更小，然而依然屬于本發(fā)明的范圍。
作為指示燈和其它低功率發(fā)光應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明的制作過程能夠讓使用者制作總尺寸小于0.5mm*0.5mm的交流LED芯片。這樣小的芯片能夠封裝在T1、T1-3/4或其它適于低功率的封裝殼內(nèi)。此外，由于集成保護(hù)元件的存在，LED能夠正常運(yùn)作而不會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)所導(dǎo)致的破壞。
對(duì)于高功率發(fā)光應(yīng)用，例如，120V或220V下的商用或家庭照明，本發(fā)明的制造過程讓使用者制作總尺寸大于0.5mm*0.5mm的交流LED芯片成為可能。這些商用發(fā)光設(shè)備一般要用更大及更多的LED以產(chǎn)生更多的光，同時(shí)消耗相當(dāng)多的功率。通過這里已經(jīng)公開了的制作過程，保護(hù)元件(如電阻)很容易整合到高功率發(fā)光封裝殼內(nèi)，并達(dá)到所需的性能而不會(huì)由于功率波動(dòng)的而受到影響。
以下將結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步描述圖1(a)為已經(jīng)被此專利申請(qǐng)人所擁有的一些早期專利公開的無任何保護(hù)元件的交流LED。圖1(b)、(c)和(d)分別采用不同的實(shí)施方案舉例說明了本發(fā)明，在這些實(shí)施方案中，集成保護(hù)元件為限流電阻且被集成在交流LED芯片上。這些限流電阻在制作交流LED的同時(shí)制成。如圖1(b)所示的實(shí)施例，在兩條交流電通路中的任一條中，阻值為R的電阻與相應(yīng)的LED陣列以串聯(lián)方式連接。在較優(yōu)方案里，所用電阻就是通常說的限流電阻。圖1(c)中，一個(gè)阻值為R的限流電阻與兩條電流支路同時(shí)串聯(lián)。圖1(d)中，采用兩個(gè)阻值為R/2的電阻(R/2+R/2＝R)使器件的設(shè)計(jì)更便利。需要注意的是，電阻可以設(shè)置在器件的任何位置。電阻阻值的選擇取決于交直流LED的工作電流、工作電壓、封裝標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用領(lǐng)域。還需要注意的是，本發(fā)明的范圍并不局限于這里所公開的電阻的阻值及其位置。更進(jìn)一步地說，使用其他替代方式得到的器件也應(yīng)該在本發(fā)明權(quán)利要求書所概括的范圍內(nèi)。例如，在具體的實(shí)施例里，除了用集總電阻外，限流電阻也可以由多個(gè)阻值較小的分散電阻構(gòu)成。圖1(e)所示的實(shí)施例中，采用多個(gè)阻值較小的分散電阻分別與交直流LED內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立的微型LED連接。
需要明確的是，上文及下文所述的實(shí)施例描述的LED包括白、藍(lán)、綠、黃、紅或其他可見光的發(fā)光二極管。這些二極管的陣列可以發(fā)相同顏色光，也可以發(fā)多種顏色混合光。此外，它們也可是發(fā)出紅外線或紫外線的LED。因此本發(fā)明所公開的技術(shù)進(jìn)步并不受限于發(fā)光二極管的特定發(fā)光類型。
對(duì)于采用標(biāo)準(zhǔn)T1、T1-3/4或其它封裝殼的交流指示LED燈，典型的額定功率是40mW至120mW，因受限于封裝殼的散熱能力，最大功率只能達(dá)到約150mW。舉一個(gè)例子，在美國標(biāo)準(zhǔn)線電壓是120V交流電，采用標(biāo)準(zhǔn)T1-3/4封裝殼的交流指示LED燈最大電流約為1mA(或者說電流不超過1mA)。由于電流流經(jīng)LED時(shí)會(huì)隨工作電壓而呈指數(shù)增大，在沒有任何限流保護(hù)措施情況下，當(dāng)交流電壓漂移至130V時(shí)，流經(jīng)120V額定電壓的交流LED指示燈的電流將明顯增大，而輸入功率將比最大的上限功率高好多，交流LED燈會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)因?yàn)檫^熱而受損。如有一個(gè)阻值為10KΩ至30KΩ的限流電阻與交流LED指示燈串聯(lián)時(shí)，當(dāng)線電壓漂移到130V時(shí)，電流就會(huì)被限制在1mA以下，從而使得交流LED指示燈的壽命明顯延長到與普通直流LED燈相當(dāng)。
在常規(guī)照明應(yīng)用場合，交流功率LED燈在一個(gè)高很多的電流下工作(20mA或更高)，工作電流的大小依賴于封裝殼的散熱能力。在這種環(huán)境下，使用限流電阻以提高裝置的壽命顯得更為重要。
在后面的描述中，將會(huì)列舉幾個(gè)具體實(shí)施方式
。在這些具體實(shí)施方式
里，用n型半導(dǎo)體、p型半導(dǎo)體、無摻雜半導(dǎo)體、絕緣半導(dǎo)體或它們的組合，或其它材料(包括外部沉積材料)制成電阻，從而實(shí)現(xiàn)把限流電阻直接單片集成在LED芯片上。本發(fā)明所概括的原理適用于大量的半導(dǎo)體材料。雖然所公開的具體實(shí)施方式
都針對(duì)基于III-V族氮化物(III-Nitride)半導(dǎo)體(如GaN、InN、AlN及它們的合金AlGaN、InGaN、AlGaInN)的交流指示LED燈或交流功率LED燈的交流發(fā)光二極管，但本發(fā)明的原理也同樣可應(yīng)用在其它各種半導(dǎo)體裝置上。例如，類似的保護(hù)裝置可以用在基于其它半導(dǎo)體(如III-V半導(dǎo)體，包括GaAs，InP，AlGaAs，AlGaInP，和SiC、ZnO等其它半導(dǎo)體)的交流發(fā)光二極管上。各種有機(jī)半導(dǎo)體，或有機(jī)場致發(fā)光材料，或聚合物場致發(fā)光材料也可以用在本發(fā)明上。因此，本發(fā)明所概括的構(gòu)思并不局限于具體所使用的半導(dǎo)體材料。
如圖2，交流發(fā)光二極管的制作從外延晶片結(jié)構(gòu)開始。晶片包括一個(gè)絕緣的襯底(例如藍(lán)寶石)或一個(gè)被沉積的絕緣層覆蓋的導(dǎo)電襯底(如Si、SiC或其它襯底材料)11、一個(gè)無摻雜的GaN層12、一個(gè)摻雜了Si的n型GaN層13、一個(gè)多量子阱光活性區(qū)域?qū)?4、以及p型GaN層15。由于材料固有的性質(zhì)，無摻雜的GaN層12具有n型導(dǎo)電性，但它的導(dǎo)電性比特意摻雜的GaN層13的要低很多。一般地，層12的電阻系數(shù)為0.1至1Ω·cm，而層13的電阻系數(shù)則為0.003至0.03Ω·cm。層12與層13結(jié)合在一起被稱為n-GaN層。眾所周知，當(dāng)在襯底上生長GaN時(shí)，首先在低溫(約550℃)下于襯底上生長一層很薄的厚度約為25nm的無定形(amorphous)層，然后在高溫(大于950℃)下退火形成多晶作為成核層，接下來，在高溫環(huán)境下生長厚的GaN層(大于2微米)作為緩沖層，其目的是在緩沖層生長增厚的過程中逐步減少缺陷。在該緩沖區(qū)上，LED結(jié)構(gòu)的晶片薄膜外延層，包括n型層、多量子阱光活性區(qū)域?qū)右约皃型層，都可以生長且具有高的晶體質(zhì)量。這里我們把無定形/多晶體成核層和緩沖區(qū)層概括地稱為無摻雜GaN層12。
在第一個(gè)具體實(shí)施方式
里，LED的摻雜n型半導(dǎo)體材料用于制作具有設(shè)計(jì)阻值的電阻。如圖3(a)，晶片首先刻蝕到n-GaN層13上使摻雜n-GaN曝露出來，然后刻蝕到絕緣襯底11上使每一個(gè)獨(dú)立的LED相互隔離。電流擴(kuò)散層20，p觸點(diǎn)19、n觸點(diǎn)18均由金屬沉積形成。接下來，絕緣材料16沉積在刻蝕側(cè)壁上，然后形成金屬線17，由金屬線17把多個(gè)獨(dú)立的微型LED串連起來從而構(gòu)成一個(gè)交流LED。為了利用摻雜n-GaN層13單片集成限流電阻，在朝向摻雜n-GaN層13進(jìn)行的第一次刻蝕時(shí)，要控制刻蝕的深度使得摻雜n-GaN層13保留0.5-2微米。在朝向絕緣襯底進(jìn)行第二次刻蝕時(shí)，形成具有一定幾何形狀的n-GaN帶。在兩個(gè)n觸點(diǎn)18沉積在n-GaN帶的兩末端后，其中一末端連接電源輸入端，另外一末端與交流LED的第一個(gè)獨(dú)立的微型LED的p觸點(diǎn)連接，從而使一個(gè)集總限流電阻R被集成到LED陣列中。采用公知的方法，即可從第一電極31和第二電極32接入電源。集總電阻的阻值取決于所形成的摻雜n-GaN帶的幾何形狀及電阻系數(shù)。
電阻的阻值需要調(diào)整以滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)下面的公式，控制摻雜n-GaN帶的幾何形狀就可得到所需電阻
R＝ρ·A/L其中，R為電阻，ρ為所用具體材料的電阻系數(shù)，A為n-GaN帶的橫截面積，L為帶的長度。對(duì)一個(gè)橫截面為典型矩形的摻雜n-GaN帶來說，A＝W·H，其中W、H為橫截面的寬、高。因此可見，可以采用對(duì)具體器件來說最簡便的方式，巧妙地處理橫截面積(或?qū)捈案?和長度，使電阻能夠單片集成到器件內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，具有典型的0.01Ω·cm電阻系數(shù)的摻雜n-GaN被用來制做阻值為10kΩ的電阻。如果厚度(或高度)為1微米，則摻雜n-GaN帶的長寬比例應(yīng)該是100∶1。如果摻雜n-GaN帶的寬度為5微米，則它的長度為500微米。這條摻雜n-GaN帶可以是直的，也可以是復(fù)雜的形狀，比如之字形，以便n-GaN帶能夠限制在緊湊的區(qū)域內(nèi)。一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，大量的其它幾何結(jié)構(gòu)都可以被采用而得到同樣的結(jié)果。盡管圖3(c)公示了使用摻雜n-GaN制作電阻，其它替代或補(bǔ)充的材料也可被使用。比如，所用半導(dǎo)體材料可包括結(jié)晶的和/或無定形的結(jié)構(gòu)，還可以是包括外延層或緩沖區(qū)層的薄膜。除了n型摻雜外，材料也可以是p型摻雜、絕緣摻雜、無摻雜半導(dǎo)體，或者是它們的組合。除了III-V氮化物半導(dǎo)體GaN外，半導(dǎo)體也可以包括不同的III-V氮化物半導(dǎo)體，如InN、AlN及它們的合金AlGaN、InGaN、AlGaInP。此外，III-V半導(dǎo)體包括GaAs、InP、AlGaAs、AlGaInP或其它材料在內(nèi)的III-V半導(dǎo)體也可被使用。甚至包括ZnO、SiC或者其它半導(dǎo)體材料在內(nèi)的其它非III-N氮化物或非III-V半導(dǎo)體材料同樣也可以使用。這些半導(dǎo)體材料可以是有機(jī)半導(dǎo)體或有機(jī)場致發(fā)光材料。應(yīng)該知道，在本具體實(shí)施方式
或所有其它類似本具體實(shí)施方式
里，所采用的具體材料除非有特別說明，否則不能限制本發(fā)明的范圍。
如圖3(b)所示，為圖3(a)所示LED的另外一種替換實(shí)施方式。申請(qǐng)?zhí)枮?1/040,445的美國專利申請(qǐng)(該專利申請(qǐng)的內(nèi)容被并入本發(fā)明中作為參考)公開了這類倒裝(覆晶)裝置。具體來說，該申請(qǐng)公開了一種異質(zhì)集成于基板(submount)上的交流功率LED，并在基板上形成連接獨(dú)立微型LED的金屬線。本發(fā)明采用這一技術(shù)，在圖3(b)中增加了用n-GaN構(gòu)建的集總電阻R，該電阻通過凸點(diǎn)54及基板上的金屬線53將電源端與鄰近的單個(gè)LED連接。在優(yōu)選方案里，基板包括覆蓋著絕緣材料52的金屬基底51。然而，應(yīng)該知道基板可以根據(jù)情況的需要采用很多種形式。例如，基板可以是覆蓋著聚合物的鋁或銅?；逡部梢允腔诠?、SiC、AlN或其它材料。采用這種倒裝結(jié)構(gòu)，橫跨溝槽沉積的電線(如圖3(a)里的金屬線17)則不再需要。
圖3(c)舉例說明了另外一個(gè)用n-GaN構(gòu)建集總電阻R的例子。與前述具體實(shí)施方式
類似，圖3(c)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括襯底111、無摻雜GaN層112、n型GaN層113、活性區(qū)域?qū)?14、p型GaN層115、絕緣材料116、金屬線117、n觸點(diǎn)118、p觸點(diǎn)119、電流擴(kuò)散層120以及電極131和132。然而在這里電阻R和它鄰近的單個(gè)LED直接通過摻雜n-GaN層113連接在一起。因此，保護(hù)裝置R完全由層113延伸擴(kuò)展而得。因?yàn)殡娮鑂是通過n-GaN層113直接連接在電源端的，所以并不需要獨(dú)立的金屬連線。與圖3(a)及這里所述的所有其它實(shí)施例一樣，除非有特別說明，否則采用的材料不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。雖然這里采用了摻雜n-GaN層，但這里也可以采用如上一個(gè)實(shí)施例所述的其他材料，且一樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
如圖3(d)所示為一個(gè)倒裝(覆晶)結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，集總電阻R(包括延伸的n型GaN層113)和每一個(gè)獨(dú)立的微型LED通過凸點(diǎn)154及基板上的金屬線153電連接至電源端及相鄰的單個(gè)微型LED。在優(yōu)選方案里，基板是覆蓋著絕緣材料152的金屬基層151。但正如上文所討論的，其它基板也可使用。
圖3(e)為圖3(c)的俯視圖，其中延伸的n型GaN層113被刻蝕成之字形。之字形增大了電傳輸通過n-GaN層113的距離。因此，之字形將節(jié)點(diǎn)132和電流擴(kuò)散層120之間的電阻增大到滿足設(shè)計(jì)要求。層113的形狀可以選用其它形狀刻蝕，如蜿蜒的，筆直的，取決于電阻系數(shù)和其它需要滿足的電學(xué)設(shè)計(jì)要求。
與圖3(e)相比，圖3(f)列舉了另外一個(gè)例子，限流電阻由多個(gè)分散電阻組成，而不再是單個(gè)集總電阻R。圖3(e)所示實(shí)施例，與前面實(shí)施例相似，包括襯底311、無摻雜GaN層、n型GaN層313、活性區(qū)域?qū)印型GaN層、絕緣材料316、金屬線317、n觸點(diǎn)318、p觸點(diǎn)319、電流擴(kuò)散層320以及電極331和332。然而與圖3(e)所不同的是，在圖3(f)所示的具體實(shí)施方式
中，交流發(fā)光二極管的每一個(gè)獨(dú)立的微型LED都與一個(gè)由n型GaN層313構(gòu)成的小電阻r連接，所有這些小電阻的總和與設(shè)計(jì)要求的電阻阻值相等。這樣，分散電阻的總和與集總電阻R(見圖3(e))相等。
在另外一個(gè)可供選擇的實(shí)施例里(這里沒有用圖表示出來)，LED的摻雜p型半導(dǎo)體材料用于制作單片集成電阻，如同n型GaN層113。P型GaN帶115在第一次刻蝕時(shí)(向n-GaN層進(jìn)行刻蝕時(shí))就設(shè)計(jì)成具有一定的幾何形狀。為實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，兩個(gè)p-GaN觸點(diǎn)形成于p-GaN帶的兩端，而側(cè)壁采用絕緣材料隔離。例如圖4中的絕緣材料416。限流電阻的一端與電源輸入端連接，另外一端與發(fā)光二極管陣列中的第一個(gè)獨(dú)立的發(fā)光二極管連接，從而使限流電阻集成到發(fā)光二極管陣列中。電阻的阻值取決于制得的p-GaN的幾何形狀及電阻系數(shù)。例如p-GaN具有典型的2Ω·cm電阻系數(shù)，且厚0.25微米，為了得到阻值為10kΩ的電阻，p-GaN帶的長寬比例應(yīng)該為1∶8。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，當(dāng)采用n型半導(dǎo)體上面的摻雜p型半導(dǎo)體制作電阻時(shí)，電阻上的電壓具有極值，極值電壓的大小取決于半導(dǎo)體p-n結(jié)的擊穿電壓。與上文所討論的由n型GaN材料(如層113)外延擴(kuò)展而成的電阻一樣，摻雜p型材料(如層115)也可以外延擴(kuò)展而形成所需電阻。
在圖4公開的另外一個(gè)具體實(shí)施方式
里，LED的無摻雜半導(dǎo)體材料用于制作單片集成的電阻。與之前的具體實(shí)施方式
類似，圖4所示裝置包括襯底411、無摻雜GaN層412、n型GaN層413、活性區(qū)域?qū)?14、p型GaN層415、絕緣材料416、金屬線417、n觸點(diǎn)418、p觸點(diǎn)419、電流擴(kuò)散層420、電極431及432。電阻的制作需要再多一個(gè)刻蝕步驟，即如圖所示，刻蝕無摻雜GaN層412。在兩個(gè)n觸點(diǎn)418沉積到GaN帶的兩端后，電阻的一端與電源輸入端431連接，另外一端與交流發(fā)光二極管陣列中的第一個(gè)獨(dú)立的微型發(fā)光二極管連接，從而使電阻以串聯(lián)方式接入到微型發(fā)光二極管陣列中(如圖4)。電阻的阻值取決于無摻雜GaN帶的幾何形狀及其電阻系數(shù)。例如，無摻雜GaN具有典型的0.5Ω·cm電阻系數(shù)，且其厚度為1微米，為了得到一個(gè)10kΩ的電阻，無摻雜GaN帶的長寬比應(yīng)該為1∶2。限流電阻也可采用其它非矩形的幾何形狀，且仍然屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)該指出的是，在這里我們采用構(gòu)成LED裝置的材料(n層、p層、無摻雜層等)在交直流發(fā)光二極管芯片上制造出單片集成電阻；采用同樣的方法，利用構(gòu)成半導(dǎo)體器件本身的材料，也可將電阻單片集成到其它半導(dǎo)體器件中，例如三極管、激光二極管、探測器等。此外，采用這種方法也可制作其它單一集成無源元件，如電感、電容。
圖5為另外一個(gè)具體實(shí)施方式
。與之前所述實(shí)施例類似，圖5所示的具體實(shí)施方式
也包括襯底511、無摻雜GaN層512、n型GaN層513、活性區(qū)域?qū)?14、p型GaN層515、絕緣材料516、金屬線517、n觸點(diǎn)518、p觸點(diǎn)519、電流擴(kuò)散層520、電極531及532。然而本實(shí)施例還包括一個(gè)單獨(dú)沉積的限流電阻525，該電阻由沉積的材料形成。這些材料的沉積是在刻蝕到絕緣襯底后進(jìn)行的。在刻蝕后，特定材料(優(yōu)選鉭氮化物TaNx或鎳鉻鐵合金Nichrome)的薄膜以幾十到幾百納米的厚度沉積形成一定的幾何形狀，從而得到所需阻值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道，也可以使用其它電阻薄膜材料，而這仍然屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。TaNx或鎳鉻鐵合金形成的薄片電阻每平方毫微米為5Ω至250Ω，能夠滿足限流電阻的需求。當(dāng)電阻兩端的導(dǎo)電連接形成后，為了穩(wěn)定電阻的阻值，電導(dǎo)材料要在含氧環(huán)境下高溫退火。需要注意的是，電導(dǎo)材料也可以沉積在導(dǎo)電襯底上的絕緣層上。
如圖6所示，在另外一個(gè)方式中，一個(gè)獨(dú)立于交流發(fā)光二極管芯片的電阻604與交流發(fā)光二極管芯片602集成在一起，并一起被內(nèi)置于封裝殼600內(nèi)。封裝殼600可以是T1、T1-3/4或其它標(biāo)準(zhǔn)的，也可以是定制的LED封裝殼，包括表面貼型封裝殼。封裝好的交流LED可以配置成滿足低功率要求的指示燈，或高功率的普通照明燈。
圖7顯示了另外一個(gè)例子，該例子把本發(fā)明的原理應(yīng)用到在標(biāo)準(zhǔn)T1-3/4封裝殼，而該封裝殼可用作指示燈領(lǐng)域。在此，封裝殼700可適當(dāng)調(diào)整以便放置獨(dú)立的裸體晶片電阻704，該電阻704通過連結(jié)金屬線712與交流發(fā)光二極管芯片702電連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，標(biāo)準(zhǔn)封裝殼700包括穹頂形的環(huán)氧化物透鏡706、管腳708以及反射鏡杯710。裸體晶片電阻704具有一個(gè)適當(dāng)?shù)淖柚祻亩Ｗo(hù)交流發(fā)光二極管芯片702免受損壞。在此，晶片電阻704通過銀漿或其它焊接劑安裝在封裝殼的一個(gè)管腳上，通過其底部的觸點(diǎn)與該管腳電連接；而交流發(fā)光二極管芯片安裝在反射鏡杯710中。利用金屬線，交流發(fā)光二極管的一個(gè)電極連到封裝殼的另外一個(gè)管腳上，而交流發(fā)光二極管另外一個(gè)電極連到電阻704頂部的觸點(diǎn)，從而使該電阻與交流發(fā)光二極管芯片702串聯(lián)。裸體晶片電阻704的優(yōu)選尺寸是20mil*20mil，也可以更小。例如，來自Vishay Electro-Films公司的薄膜背面接觸式電阻(BCR)尺寸就為20mil*20mil。這個(gè)尺寸使電阻704很容易安置在緊湊的封裝殼里。
圖8展示了另外一個(gè)例子，它是針對(duì)具有較大尺寸的交流功率LED芯片安置在封裝殼800里。這是普通的表面封裝殼。一個(gè)具有適當(dāng)阻值的裸體晶片電阻804，通過銀漿或其他焊接劑安裝在封裝殼的一個(gè)管腳808上，并且通過電阻的底部觸點(diǎn)與該管腳電連接。交流發(fā)光二極管芯片802通過粘貼材料或焊接劑816安裝在底部金屬塊814上，位于絕緣壁810之間，密封于外殼806內(nèi)。通過連接金屬線812，交流發(fā)光二極管的一個(gè)電極連接到封裝殼的一個(gè)管腳上，另外一個(gè)電極連接到晶片電阻804的頂端觸點(diǎn)上，從而使得電阻804與交流發(fā)光二極管芯片串聯(lián)連接。需要注意的是，采用圖8所示結(jié)構(gòu)的交流發(fā)光二極管芯片可以是裸露的芯片，也可以是集成了交流發(fā)光二極管芯片和基板的覆晶芯片。
在圖9所公開的另外一個(gè)具體結(jié)構(gòu)900里，交流發(fā)光二極管芯片906以倒裝的形式安置在基板902上(見圖3(b)，其描述了倒裝(覆晶)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式)，然后保護(hù)電路和元件被集成到同一個(gè)基板902上。這種結(jié)構(gòu)使集成更為復(fù)雜的保護(hù)電路成為可能。例如，變阻器908可以集成到基板上，使得它與交流電源輸入端連接。當(dāng)電源過壓或電壓尖峰信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，變阻器的阻值迅速減小，產(chǎn)生一個(gè)即時(shí)分流支路保護(hù)交流發(fā)光二極管。在所公開的優(yōu)先方案里，金屬氧化變阻器(MOV)是優(yōu)選的變阻器。但其它器件也能夠被包括進(jìn)去以達(dá)到同樣的目的，這仍然屬于本發(fā)明的范圍。
其它的結(jié)構(gòu)也可以集成到已經(jīng)描述的物理結(jié)構(gòu)內(nèi)。例如，在圖9中，904表示的是一個(gè)直接安置在基板上的微型表貼電阻，該電阻可以用正溫度特性(PTC)熱敏電阻代替。
在正常工作情況下，PTC熱敏電阻904處于一個(gè)低電阻狀態(tài)。當(dāng)過流現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，溫度升高引起PTC熱敏電阻904轉(zhuǎn)換到高電阻狀態(tài)，從而使通過LED的電流限制在一個(gè)正常的運(yùn)行水平。當(dāng)強(qiáng)電流狀態(tài)消失后，PTC熱敏電阻復(fù)位到低電阻狀態(tài)，允許正常運(yùn)行電流流經(jīng)LED裝置。需要聲明的是，這些比較復(fù)雜的構(gòu)造并不排除采用較簡單的結(jié)構(gòu)，例如，當(dāng)采用上文討論到的倒裝技術(shù)時(shí)，基本的電阻元件可以安裝在基板上，從而實(shí)現(xiàn)圖1(b)-(e)所示的結(jié)構(gòu)功能，只是在這里發(fā)光芯片也要安置在基板上。
除了提及的無源元件可提供保護(hù)措施外，裸露于芯片外的、能夠穩(wěn)定電壓或限制電流的硅集成電路(IC)也可以集成到基板上對(duì)LED裝置進(jìn)行保護(hù)。
同樣需要注意的是，上文公開的保護(hù)裝置也可用于連接在線路板上的交直流發(fā)光二極管。
通過上述詳細(xì)地描述本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容所作的修改仍然沒有脫離本發(fā)明的精神。需要明白的是，本發(fā)明并不局限于解釋和描述時(shí)采用的具體實(shí)施方式
，除非這些限制包括在下列權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)LED器件，集成于一塊芯片上；以及一個(gè)集成保護(hù)元件與所述一個(gè)或多個(gè)LED器件連接；所述元件用于防止照明裝置出現(xiàn)過壓或過流現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述元件為電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述芯片包含一種半導(dǎo)體材料；而所述保護(hù)元件由所述芯片上該種半導(dǎo)體材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體材料包括一種n型半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體材料包括一種p型半導(dǎo)體材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體材料包括無摻雜半導(dǎo)體材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體材料由下列兩種或兩種以上材料組成(i)一種n型半導(dǎo)體材料，(ii)一種p型半導(dǎo)體材料，(iii)一種無摻雜半導(dǎo)體材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體材料包括下列材料之一(i)III-N氮化物材料GaN，InN，AlN，以及它們的合金AlGaN，InGaN，AlInN，AlGaInN；(ii)III-V材料GaAs，InP，AlGaAs，AlGaInP；(iii)ZnO，SiC；(iv)有機(jī)半導(dǎo)體；(v)有機(jī)電致發(fā)光材料；(vii)聚合物電致發(fā)光材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述一個(gè)或多個(gè)LED器件中的一個(gè)單獨(dú)的LED的半導(dǎo)體材料層外延擴(kuò)展形成所述集成保護(hù)元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述集成保護(hù)元件由在所述芯片上另外沉積的材料組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明裝置，其特征在于所述集成保護(hù)元件包含鉭金屬氮化物或鎳鉻鐵合金材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述一個(gè)或多個(gè)LED器件包含多個(gè)串聯(lián)連接的LED。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于所述集成保護(hù)元件有復(fù)數(shù)個(gè)，每一保護(hù)元件插入連接在兩個(gè)LED之間；所述復(fù)數(shù)個(gè)集成保護(hù)元件的全部電阻組合能避免所述復(fù)數(shù)個(gè)LED器件的電流過大。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述芯片倒裝粘貼在基板上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其特征在于所述集成保護(hù)元件和所述一個(gè)或多個(gè)LED器件，通過基板上的導(dǎo)電裝置連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其特征在于所述保護(hù)元件為一個(gè)電阻，或一個(gè)正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻，或一個(gè)變阻器，或一個(gè)電容器。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其特征在于所述保護(hù)元件為一個(gè)集成電路芯片，該集成電路芯片構(gòu)建或粘貼在基板上。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其特征在于所述保護(hù)元件安置在所述基板上。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述芯片和所述元件可以包含在一個(gè)普通封裝殼內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述芯片尺寸小于0.5mm*0.5mm，且與所述保護(hù)元件一起集成在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)封裝殼內(nèi)用作指示燈。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述裝置工作電壓為100V交流電，或120V交流電，或220V交流電。
22.一種照明裝置，其特征在于包括一個(gè)LED陣列，包括一個(gè)或多個(gè)電連接的LED器件，且內(nèi)置于一個(gè)封裝殼內(nèi)；以及一個(gè)集成于封裝殼內(nèi)的保護(hù)元件，所述保護(hù)元件與一個(gè)或多個(gè)LED器件電連接，使一個(gè)或多個(gè)LED器件避免出現(xiàn)過壓或過流現(xiàn)象。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照明裝置，其特征在于所述保護(hù)元件為一個(gè)裸露的電阻芯片，該電阻芯片通過導(dǎo)電元件，電連接在所述一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的LED器件與封裝殼的一個(gè)電極之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照明裝置，其特征在于所述保護(hù)元件為安置在所述電極上的薄膜電阻；所述導(dǎo)電元件為連接到在所述薄膜電阻頂端面的金屬線。
25.一種制作LED器件的方法，該LED器件可在交變電壓下使用，其特征在于包括以下步驟a)在一個(gè)芯片上制作包含一個(gè)或多個(gè)LED的一個(gè)或多個(gè)LED陣列器件；b)在所述芯片上建立兩條電流支路，以適應(yīng)所述交變電源；c)將保護(hù)元件集成到所述器件上；d)將所述保護(hù)元件與所述一個(gè)或多個(gè)LED陣列器件電連接；e)讓所述保護(hù)元件具有一個(gè)電阻值，使保護(hù)元件足以防止LED裝置出現(xiàn)過壓或過流現(xiàn)象。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括以下步驟a)將所述器件放置于封裝殼內(nèi)；b)將所述元件集成到所述封裝殼內(nèi)，以完成集成步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括以下步驟將所述元件單片地集成到所述芯片上，以完成集成步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于還包括以下步驟在所述芯片的電流通道上，制造該半導(dǎo)體材料的一個(gè)附加部分，以構(gòu)建所述保護(hù)元件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于還包括所述附加部分產(chǎn)生的阻值為所述半導(dǎo)體材料的電阻系數(shù)乘以所述附加部分的橫截面積，再除以所述附加部分的長度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶集成保護(hù)功能的二極管照明裝置，包括一個(gè)或多個(gè)LED器件，集成于一塊芯片上，以及一個(gè)集成保護(hù)元件與所述一個(gè)或多個(gè)LED器件連接。集成保護(hù)元件用于防止照明裝置出現(xiàn)過壓或過流現(xiàn)象，從而使照明裝置具有高可靠性。本發(fā)明的照明裝置可應(yīng)用在用作指示的低功率LED和用作普通照明的高功率LED中。
文檔編號(hào)H02H9/00GK101072464SQ200710104968
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者范朝陽, 李景, 林景瑜, 江紅星 申請(qǐng)人:范朝陽, 李景, 林景瑜, 江紅星