技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及基于半導(dǎo)體材料的光電子裝置和制造該光電子裝置的方法。本發(fā)明更一般地涉及包括由三維元件(特別是半導(dǎo)體微米線或納米線)形成的發(fā)光二極管的光電子裝置。

背景技術(shù)：

短語(yǔ)“包括發(fā)光二極管的光電子裝置”指定能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換成電磁輻射的裝置且特別是專用于發(fā)射電磁輻射(特別是光)的裝置。能夠形成發(fā)光二極管的三維元件的示例是微米線或納米線，其包括基于化合物的半導(dǎo)體材料，該化合物主要包括至少一個(gè)III族元素和一個(gè)V族元素(例如，氮化鎵GaN)(在下文中稱為III-V化合物)或者主要包括至少一個(gè)II族元素和一個(gè)VI族元素(例如，氧化鋅ZnO)，在下文中稱為II-VI化合物。

光電子裝置可以包括多個(gè)發(fā)光二極管和發(fā)光二極管控制電路。作為示例，可能期望用AC電壓(特別是電源電壓)對(duì)光電子裝置供電。發(fā)光二極管控制電路然后可能能夠?qū)C電壓進(jìn)行整流并選擇性地對(duì)發(fā)光二極管供電以適應(yīng)跨裝置的瞬時(shí)電壓并例如促進(jìn)減少由發(fā)光二極管發(fā)出的光的閃爍現(xiàn)象。文獻(xiàn)WO2013/110029描述了此類光電子裝置。發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)于分立光電子組件，其每個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。控制電路可以對(duì)應(yīng)于具有與之連接的光電子組件的集成電路。

缺點(diǎn)是連接到集成電路的發(fā)光二極管的數(shù)目受到光電子組件的體積和要在光電子組件之間保持的最小距離的限制。此外，制造光電子裝置的方法可能是復(fù)雜的，因?yàn)槠浒▽⒚總€(gè)光電子組件連接到控制電路的步驟。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，實(shí)施例的目的是克服包括發(fā)光二極管的前述光電子裝置及其制造方法的缺點(diǎn)中的至少一個(gè)。

本發(fā)明的另一目的是通過(guò)減小被發(fā)光二極管占用的空間來(lái)增加光電子裝置的緊湊性。

實(shí)施例的另一目的是減小包括串聯(lián)連接發(fā)光二極管的光電子裝置的體積。

本發(fā)明的另一目的是減少制造光電子裝置的方法的步驟的數(shù)目。

實(shí)施例的另一目的是能夠以工業(yè)規(guī)模且以低成本制造包括發(fā)光二極管的光電子裝置。

因此，實(shí)施例提供了一種光電子裝置，其包括：第一集成電路，其包括支撐體，該支撐體包括第一和第二相對(duì)表面，發(fā)光二極管的組合件的群組停靠在第一表面上，每個(gè)群組包括并聯(lián)和/或串聯(lián)連接在第一和第二端子之間的發(fā)光二極管的至少一個(gè)組合件，并且發(fā)光二極管的每個(gè)組合件包括線形、圓錐形或截頭圓錐形半導(dǎo)體元件或并聯(lián)連接的多個(gè)線形、圓錐形或截頭圓錐形半導(dǎo)體元件，第一集成電路還在支撐體中包括圍繞每個(gè)組合件的支撐體的各部分的橫向電絕緣的第一元件和在第二表面上針對(duì)每個(gè)群組的被連接到群組的第一端子的至少一個(gè)導(dǎo)電焊盤和被連接到群組的第二端子的第二導(dǎo)電焊盤；以及第二集成電路，其包括第三和第四相對(duì)表面，第三表面上的第三導(dǎo)電焊盤被電連接到第一和第二導(dǎo)電焊盤，第一集成電路被固定到第二集成電路的第三表面。

根據(jù)實(shí)施例，支撐體包括包含第五和第六相對(duì)表面的基板，發(fā)光二極管位于第五表面的側(cè)面，并且針對(duì)每個(gè)組合件包括至少一個(gè)第二導(dǎo)電元件，其與基板絕緣且從第五表面橫過(guò)基板至第六表面并連接到第一導(dǎo)電焊盤中的一個(gè)。

根據(jù)實(shí)施例，第一元件能夠?qū)⒃诿總€(gè)組合件的發(fā)光二極管底層的基板的各部分橫向電絕緣。

根據(jù)實(shí)施例，第一元件包括在基板中從第五表面延伸至第六表面的絕緣壁。

根據(jù)實(shí)施例，第二集成電路包括從第三表面橫過(guò)第二集成電路至第四表面的排熱裝置。

根據(jù)實(shí)施例，所述裝置包括針對(duì)每個(gè)組合件的覆蓋所述組合件的每個(gè)發(fā)光二極管的電極層，并且還包括圍繞著所述組合件的發(fā)光二極管覆蓋電極層的導(dǎo)電層。

根據(jù)實(shí)施例，第二元件與導(dǎo)電層或電極層接觸。

根據(jù)實(shí)施例，第二集成電路包括意圖接收AC電壓的整流電路。

根據(jù)實(shí)施例，第一集成電路包括發(fā)光二極管的組合件的N個(gè)群組，其中，N是從2變化到200的整數(shù)，并且第二集成電路包括N-1個(gè)開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)被連接到所述群組中的一個(gè)的第一端子或第二端子。

根據(jù)實(shí)施例，第二集成電路包括N個(gè)電路元，所述N-1個(gè)電流源中的每一個(gè)被連接到所述群組中的一個(gè)的第一端子或第二端子。

根據(jù)實(shí)施例，所述裝置在第四表面上包括第四導(dǎo)電焊盤。

根據(jù)實(shí)施例，所述群組中的至少一個(gè)包括發(fā)光二極管的至少兩個(gè)組合件。

附圖說(shuō)明

在特定實(shí)施例的以下非限制性描述中將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)地討論前述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在所述附圖中：

圖1是包括發(fā)光二極管的光電子裝置的實(shí)施例的部分簡(jiǎn)化橫截面圖；

圖2是包括微米線或納米線的發(fā)光二極管的實(shí)施例的圖1的詳圖；

圖3是包括包含微米線或納米線的發(fā)光二極管的光電子裝置的另一實(shí)施例的部分簡(jiǎn)化橫截面圖；

圖4是圖1的光電子裝置的部分簡(jiǎn)化橫截面圖；

圖5至圖8是包括包含微米線或納米線的發(fā)光二極管的光電子裝置的其它實(shí)施例的部分簡(jiǎn)化橫截面圖；以及

圖9和圖10是用于控制圖1中所示的光電子裝置的電路的實(shí)施例的圖。

具體實(shí)施方式

為了明了起見(jiàn)，在各種圖中用相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)指定相同元件，并且此外，如在集成電路的表示中通常的那樣，各種圖并未按比例。此外，僅示出并將描述對(duì)理解本發(fā)明有用的那些元件。特別地，此后描述的用于控制光電子裝置的電路的邏輯電路在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)且并未詳細(xì)地描述。

在以下描述中，除非另外指明，術(shù)語(yǔ)“基本上”、“近似”以及“大約”意指“在10％內(nèi)”。此外，“主要由材料制成的化合物”或“基于材料的化合物”意指化合物包括大于或等于95％的比例的所述材料，此比例優(yōu)選地大于99％。

本描述涉及光電子裝置，其包括由三維元件(例如微米線、納米線、圓錐形元件或截頭圓錐形元件)形成的發(fā)光二極管。在以下描述中，描述了用于由微米線或納米線形成的發(fā)光二極管的實(shí)施例。然而，可以針對(duì)除微米線或納米線之外的三維元件(例如，金字塔形三維元件)實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。

術(shù)語(yǔ)“微米線”或“納米線”指定一種三維結(jié)構(gòu)，其沿著優(yōu)選方向具有細(xì)長(zhǎng)形狀，具有在從5nm至2.5μm、優(yōu)選地從50nm至2.5μm范圍內(nèi)的至少兩個(gè)維度(稱為次要維度)，第三維度(稱為主要維度)等于最大次要維度的至少1倍、優(yōu)選地5倍且更優(yōu)選地至少10倍。在某些實(shí)施例中，次要維度可以小于或等于約1μm、優(yōu)選地在從100nm至1μm、更優(yōu)選地從100nm至300nm范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，每個(gè)微米線或納米線的高度可以大于或等于500nm，優(yōu)選地在從1μm至50μm范圍內(nèi)。

在以下描述中，術(shù)語(yǔ)“線”用來(lái)意指“微米線或納米線”。優(yōu)選地，穿過(guò)橫截面的重心、在垂直于線的優(yōu)選方向的平面內(nèi)的線的中線基本上是直線的，并且此后稱為線的“軸”。

根據(jù)實(shí)施例，提供了已知包括至少兩個(gè)集成電路(也稱為芯片)的光電子裝置。第一集成電路包括在半導(dǎo)體基板的前表面上形成且相互電絕緣的發(fā)光二極管的至少兩個(gè)組合件。在半導(dǎo)體基板中形成硅通孔或TSV并與之絕緣，每個(gè)TSV將基板的前表面連接到后表面。第二集成電路包括被用于控制第一集成電路的發(fā)光二極管的組合件的電子組件，特別是晶體管。單一集成電路例如通過(guò)“倒裝芯片”型連接而固定到第二集成電路。將光電子芯片連接到控制芯片的焊接凸塊確保光電子芯片與控制芯片之間的機(jī)械連接，并且進(jìn)一步確保發(fā)光二極管的每個(gè)組合件到控制芯片的電連接。第一集成電路在以下描述中稱為光電子電路或光電子芯片，并且第二集成電路在以下描述中稱為控制電路或控制芯片。

光電子芯片和控制芯片被堆疊，減小了裝置的橫向體積。作為示例，光電子裝置在頂視圖中占用從1mm²至幾平方厘米范圍內(nèi)的表面積。此外，光電子芯片可以具有與控制芯片相同的維度。從而，可以有利地增加光電子裝置的緊湊性。

優(yōu)選地，光電子芯片僅包括發(fā)光二極管和這些發(fā)光二極管的連接的元件，并且控制芯片包括控制光電子芯片的發(fā)光二極管所需的所有電子組件。作為變體，除發(fā)光二極管之外，光電子芯片還可以包括其它電子組件。

可以將包括被固定到控制芯片的光電子芯片的組合件布置在保護(hù)封裝中。該保護(hù)封裝可以被固定到支撐體(例如，印刷電路)，通過(guò)該封裝而形成控制芯片到外部系統(tǒng)的電連接。作為變體，可以將控制芯片(具有被與之固定的光電子芯片)直接地固定到支撐體。

圖1是包括被固定到控制芯片7的光電子芯片6的光電子裝置5的實(shí)施例的部分簡(jiǎn)化橫截面圖，光電子芯片6包括由諸如先前所述的線形成的發(fā)光二極管。作為示例，圖1中所示的光電子芯片6包括發(fā)光二極管組合件的三個(gè)群組G₁、G₂和G₃。每個(gè)群組包括串聯(lián)地和/或并聯(lián)地組裝的發(fā)光二極管的一個(gè)或多個(gè)組合件。每個(gè)二極管組合件包括串聯(lián)地和/或并聯(lián)地組裝的一個(gè)或多個(gè)二極管。二極管的串聯(lián)連接意指一個(gè)二極管的陽(yáng)極被連接到另一二極管的陰極。二極管的并聯(lián)連接意指二極管的陽(yáng)極被連接在一起且二極管的陰極被連接在一起。單元發(fā)光二極管的每個(gè)組合件等價(jià)于包括陽(yáng)極和陰極的發(fā)光二極管。組合件的串聯(lián)連接意指一個(gè)組合件的陽(yáng)極被連接到另一組合件的陰極。組合件的并聯(lián)連接意指組合件的陽(yáng)極被連接在一起且組合件的陰極被連接在一起。

發(fā)光二極管的組合件的群組的數(shù)目取決于目標(biāo)應(yīng)用且可以從1變化至200。

圖1示出了包括以下各項(xiàng)的光電子芯片結(jié)構(gòu)6：

-半導(dǎo)體基板10，其包括下表面12和相對(duì)上表面14，上表面14優(yōu)選地至少在發(fā)光二極管的組合件群組的水平處是平面的；

-示意性地示出的發(fā)光二極管的組合件群組G₁、G₂、G₃，每個(gè)群組G₁、G₂、G₃包括兩個(gè)電極，也稱為端子；

-在基板的表面14上延伸的絕緣層26；

-封裝層34，其覆蓋整個(gè)結(jié)構(gòu)且特別是每個(gè)群組G₁、G₂、G₃；

-附加支撐體36，也稱為把手；

-絕緣層38，其覆蓋下表面12；

-針對(duì)每個(gè)群組G₁、G₂、G₃，至少一個(gè)TSV 40₁、40₂、40₃，在圖1中示出了兩個(gè)TSV，每個(gè)TSV 40₁、40₂、40₃包括被連接到群組G₁、G₂、G₃的電極中的一個(gè)的導(dǎo)電部分42₁、42₂、42₃，每個(gè)在基板10中從上表面14延伸至下表面12，并且其被絕緣層44₁、44₂、44₃與基板10絕緣，導(dǎo)電部分42₁、42₂、42₃通過(guò)導(dǎo)電焊盤46₁、46₂、46₃在絕緣層38上繼續(xù)；

-導(dǎo)電焊盤48₁、48₂、48₃，其通過(guò)在絕緣層38中提供的開(kāi)口50₁、50₂、50₃與下表面12接觸；以及

-在表面12與表面14之間延伸并圍繞發(fā)光二極管G₁、G₂、G₃的關(guān)聯(lián)群組的基板10的部分53₁、53₂、53₃的電絕緣部件52，用于發(fā)光二極管的組合件的每個(gè)群組G₁、G₂、G₃。

光電子裝置5還可以包括與封裝層34混同或者在封裝層34與把手36之間提供或者在把手36上提供的未示出的磷光體層。

圖2是發(fā)光二極管的組合件的群組G₁的實(shí)施例的圖1的詳圖，其中，群組G₁包括單元發(fā)光二極管的三個(gè)組合件D₁、D₂、D₃。其它群組G₂和G₃可以具有類似于群組G₁的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。群組G1包括：

-籽晶焊盤16₁、16₂、16₃，其有利于導(dǎo)電的生長(zhǎng)并被布置在表面14上；

-線20₁、20₂、20₃，其分布在具有高度H₁的線的至少兩個(gè)組合件(在圖2中示出了五個(gè)線的三個(gè)組合件D1、D2、D3作為示例)中，每個(gè)線20₁、20₂、20₃與籽晶焊盤16₁、16₂、16₃中的一個(gè)接觸，每個(gè)線20₁、20₂、20₃包括與籽晶焊盤16₁、16₂、16₃接觸的高度H₂的下部22₁、22₂、22₃和接續(xù)下部22₁、22₂、22₃的高度H₃的上部24₁、24₂、24₃，絕緣層26在每個(gè)線20₁、20₂、20₃的下部22₁、22₂、22₃橫向側(cè)面延伸；

-殼28₁、28₂、28₃，其包括覆蓋每個(gè)上部24₁、24₂、24₃的一堆半導(dǎo)體層；

-針對(duì)每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃的層30₁、30₂、30₃，其形成覆蓋每個(gè)殼28₁、28₂、28₃并將其連接在一起(通過(guò)出于此目的而在絕緣層26上延伸)的電極；

-可能，針對(duì)每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃，在線20₁、20₂、20₃之間覆蓋電極層30₁、30₂、30₃而不在線20₁、20₂、20₃上延伸的導(dǎo)電層32₁、32₂、32₃。

此外，在圖2中所示的實(shí)施例中，導(dǎo)電焊盤48₁分布成每個(gè)線組合件至少一個(gè)導(dǎo)電焊盤48'₁、48'₂、48'₃，通過(guò)在絕緣層38中提供的開(kāi)口50'₁、50'₂、50'₃與下表面12接觸，每個(gè)導(dǎo)電焊盤48'₁、48'₂、48'₃基本上與每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃的線20₁、20₂、20₃垂直地成一直線布置。

此外，電絕緣部件52針對(duì)發(fā)光二極管的每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃而定義與組合件D₁、D₂、D₃的線垂直成一直線地在表面12和14之間延伸的基板10的部分53'₁、53'₂、53'₃。

線20₁、20₂、20₃和關(guān)聯(lián)殼28₁、28₂、28₃形成單元發(fā)光二極管。在圖2中所示的實(shí)施例中，每個(gè)組件D₁、D₂、D₃因此包括并聯(lián)地連接的多個(gè)單元發(fā)光二極管。在本實(shí)施例中，單元發(fā)光二極管?？吭谄渖厦娴闹误w包括基板10、絕緣層38以及籽晶焊盤16₁、16₂、16₃。

在圖2中，發(fā)光二極管組合件D₁、D₂、D₃被示為被串聯(lián)連接。為此，組合件D₁的電極30₁被連接到TSV 40₁的導(dǎo)電部分42₁。組合件D₂的電極30₂被連接到與組件D₁相關(guān)聯(lián)的基板部分53'₁，并且組合件D₃的電極30₃被連接到與組合件D₂相關(guān)聯(lián)的基板部分53'₂。

圖1和2示出了控制芯片結(jié)構(gòu)7，包括：

-半導(dǎo)體基板60，其包括下表面62和相對(duì)上表面64；

-電子組件66，其在基板60的內(nèi)部和/或頂部上形成，在圖1中示出了三個(gè)MOS晶體管作為示例；

-一堆絕緣層68，其在基板60的表面64上且在電子組件66上延伸并包括與光電子芯片5相對(duì)的上表面69；

-導(dǎo)電焊盤70，其在絕緣層68的堆疊之上的絕緣層上；

-互連元件，其包括分布在絕緣層68上的導(dǎo)電跡線72和橫過(guò)絕緣層68并連接電子組件66和導(dǎo)電焊盤70的導(dǎo)電通孔74；

-絕緣層76，其覆蓋下表面62；

-可能，允許后表面連接的橫過(guò)基板60的至少一個(gè)TSV 78，TSV 78包括被連接到通孔74中的一個(gè)并在基板60中從上表面64延伸至下表面62且通過(guò)絕緣層82與基板60絕緣的導(dǎo)電部分80，導(dǎo)電部分80通過(guò)導(dǎo)電焊盤84在絕緣層76上延續(xù)。

在本實(shí)施例中，光電子芯片6被通過(guò)可熔導(dǎo)電元件86(例如，焊接凸塊或銦凸塊)被固定到控制芯片7。優(yōu)選地，至少某些焊接凸塊86將光電子芯片6的導(dǎo)電焊盤46₁、46₂、46₃、48₁、48₂、48₃中的至少某些連接到控制芯片7的導(dǎo)電焊盤70中的一個(gè)并提供這些導(dǎo)電焊盤之間的電連接。

在圖2中所示的群組G₁的更詳細(xì)實(shí)施例中，單個(gè)TSV 40₁與被連接到組合件D1的電極30₁的群組G₁相關(guān)聯(lián)?？刂菩酒?與組合件D₃之間的連接由導(dǎo)電焊盤48'₃形成，其通過(guò)可熔導(dǎo)電元件86連接到控制芯片7。作為變體，在其中兩個(gè)TSV 40₁與群組G₁相關(guān)聯(lián)的情況下，第二TSV 40₁可以連接到在表面14的側(cè)面的基板53'₃的部分。

根據(jù)實(shí)施例，可以由控制芯片7來(lái)執(zhí)行發(fā)光二極管D₁、D₂、D₃的不同組合件的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。在這種情況下，發(fā)光二極管的每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃的兩個(gè)連接端子被可熔凸塊86連接到控制芯片7，一個(gè)被TSV，另一個(gè)被導(dǎo)電焊盤48'1、48'2、48'3。

根據(jù)實(shí)施例，控制芯片7可以被焊接凸塊88固定到外部電路，例如印刷電路(未示出)，其兩者都與導(dǎo)電焊盤84接觸。

在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體基板10對(duì)應(yīng)于單片結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體基板10例如是由硅、鍺、碳化硅、III-V化合物制成的基板(諸如GaN或GaAs或ZnO基板)。優(yōu)選地，基板10是單晶硅基板。

優(yōu)選地，半導(dǎo)體基板10被摻雜以使電阻率降低至與金屬的電阻率接近的電阻率，優(yōu)選地小于幾mohm.cm。基板10優(yōu)選地是重?fù)诫s基板，具有在從5*10¹⁶原子/cm³至2*10²⁰原子/cm³、優(yōu)選地從1*10¹⁹原子/cm³至2*10²⁰原子/cm³范圍內(nèi)的摻雜劑濃度，例如5*10¹⁹原子/cm³?；?0具有從275μm至1500μm范圍內(nèi)的厚度，優(yōu)選地725μm。在硅基板10的情況下，P型摻雜劑的示例是硼(B)或銦(In)，并且N型摻雜劑的示例是磷(P)、砷(As)或銻(Sb)。優(yōu)選地，基板10是N型磷摻雜的。硅基板10的表面12可以是(100)表面。

也稱為籽晶島的籽晶焊盤16₁、16₂、16₃由有利于線20₁、20₂、20₃的生長(zhǎng)的材料制成。可以提供處理以保護(hù)籽晶焊盤的橫向側(cè)面和未被籽晶焊盤覆蓋的基板部分的表面以防止線在籽晶焊盤的橫向側(cè)面和未被籽晶焊盤覆蓋的基板部分的表面上生長(zhǎng)。該處理可以包括形成在籽晶板的橫向側(cè)面且在基板之上和/或其內(nèi)部延伸的電介質(zhì)區(qū)，并且針對(duì)每一對(duì)焊盤將該對(duì)中的焊盤中的一個(gè)連接到該對(duì)中的另一焊盤，在電介質(zhì)區(qū)上沒(méi)有線生長(zhǎng)。所述電介質(zhì)區(qū)可以進(jìn)一步在籽晶焊盤16₁、16₂、16₃之上延伸。作為變體，可以用在與組合件D₁、D₂或D₃相關(guān)聯(lián)的區(qū)域中覆蓋基板10的表面14的籽晶層來(lái)替換籽晶焊盤16₁、16₂、16₃。然后在籽晶層之上形成電介質(zhì)區(qū)以防止不想要的位置上的線生長(zhǎng)。

作為示例，形成籽晶焊盤16₁、16₂、16₃的材料可以是來(lái)自元素周期表的IV、V或VI列的過(guò)渡金屬的氮化物、碳化物或硼化物或者這些化合物的組合。

絕緣層26可以由電介質(zhì)材料、例如由硅氧化物(SiO₂)、硅氮化物(Si_xN_y，其中，x近似等于3且y近似等于4，例如Si₃N₄)、硅氧氮化物(SiO_xN_y，其中，x可以近似等于1/2且y可以近似等于1，例如Si₂ON₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鉿(HfO₂)或金剛石制成。作為示例，絕緣層26的厚度可以在從5nm至800nm范圍內(nèi)，例如等于約30nm。

線20₁、20₂、20₃至少部分地由至少一個(gè)半導(dǎo)體材料形成。半導(dǎo)體材料可以是硅、鍺、碳化硅、III-V化合物、II-VI化合物或這些化合物的組合。

線20₁、20₂、20₃可以至少部分地由主要包括III-V化合物(例如，III-N化合物)的半導(dǎo)體材料形成。III族元素的示例包括鎵(Ga)、銦(In)或鋁(Al)。III-N化合物的示例是GaN、AlN、InN、InGaN、AlGaN或AlInGaN。還可以使用其它V族元素，例如磷或砷。一般地，可以以不同的摩爾分?jǐn)?shù)將III-V化合物中的元素組合。

線20₁、20₂、20₃可以至少部分地基于主要包括II-VI化合物的半導(dǎo)體材料而形成。II族元素的示例包括IIA族元素，特別是鈹(Be)和鎂(Mg)以及IIB組元素，特別是鋅(Zn)和鎘(Cd)。VI族元素的示例包括VIA族元素，特別是氧(O)和碲(Te)。II-VI化合物的示例是ZnO、ZnMgO、CdZnO或CdZnMgO。一般地，可以以不同的摩爾分?jǐn)?shù)將II-VI化合物中的元素組合。

線20₁、20₂、20₃可以包括摻雜劑。作為示例，針對(duì)III-V化合物，摻雜劑可以選自包括以下各項(xiàng)的組：II族P型摻雜劑，例如鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或汞(Hg)、IV族P型摻雜劑，例如碳(C)或IV族N型摻雜劑，例如硅(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、硫(S)、鋱(Tb)或錫(Sn)。

線20₁、20₂、20₃的橫截面可以具有不同的形狀，諸如橢圓形、圓形或多邊形，特別是三角形、矩形、正方形或六邊形形狀。因此應(yīng)理解的是與線或沉積在此線上的層的橫截面相關(guān)地提及的術(shù)語(yǔ)“直徑”指定與此橫截面中的目標(biāo)結(jié)構(gòu)的表面面積相關(guān)聯(lián)的量，例如對(duì)應(yīng)于具有與線橫截面相同的表面面積的圓盤的直徑。每個(gè)線20₁、20₂、20₃的平均直徑可以在從50nm至2.5μm范圍內(nèi)。每個(gè)線20₁、20₂、20₃的高度H₁可以在從250nm至50μm范圍內(nèi)。每個(gè)線20₁、20₂、20₃可以沿著基本上垂直于表面14的軸線具有細(xì)長(zhǎng)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。每個(gè)線20₁、20₂、20₃可以具有大體上圓筒形的形狀。兩個(gè)相鄰線20的軸線可以相距從0.5μm至10μm且優(yōu)選地從1.5μm至4μm。作為示例，線20₁、20₂、20₃可以規(guī)則地分布，特別是在六邊形網(wǎng)絡(luò)中。線20₁、20₂、20₃的數(shù)目針對(duì)不同的組合件D₁、D₂和D₃可以不同。

作為示例，每個(gè)線20₁、20₂、20₃的下部22₁、22₂、22₃主要由與基板10相同摻雜類型(例如類型N，例如硅摻雜)的III-N化合物形成。下部22₁、22₂、22₃延伸至可以在從100nm至25μm范圍內(nèi)的高度H₂。

作為示例，每個(gè)線20₁、20₂、20₃的上部24₁、24₂、24₃至少部分地由III-N化合物(例如GaN)制成。上部24₁、24₂、24₃可以是N型摻雜的，可能與下部22₁、22₂、22₃相比不那么重地?fù)诫s，或者可能未被故意摻雜。上部24₁、24₂、24₃延伸至可以在從100nm至25μm范圍內(nèi)的高度H₃。

殼28₁、282、28₃可以包括多個(gè)層的堆疊，特別地包括：

-活性層，其覆蓋關(guān)聯(lián)線20₁、20₂、20₃的上部24₁、24₂、24₃；

-中間層，其具有與下部22₁、22₂、22₃的導(dǎo)電性類型相對(duì)的導(dǎo)電性類型并覆蓋活性層；以及

-連接層，其覆蓋中間層并被電極30₁、30₂、30₃覆蓋。

活性層是從其發(fā)出由單元發(fā)光二極管輸送的大部分輻射的層。根據(jù)示例，活性層可以包括電載荷子限制部件，諸如多量子阱。其例如由具有從5至20nm(例如，8nm)和從1至10nm(例如，2.5nm)的各厚度的GaN和InGaN層的交替形成。GaN層可以是例如N或P型摻雜的。根據(jù)另一示例，活性層可以包括單個(gè)InGaN層，例如具有大于10nm的厚度。

例如P型摻雜的中間層可以對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體層的堆疊，并且允許形成P-N或P-I-N結(jié)，活性層在中間P型層與P-N或P-I-N結(jié)的上N型部分24₁、24₂、24₃之間。

結(jié)合層可以對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體層的堆疊，并且使得能夠在中間層與電極30₁、30₂、30₃之間形成歐姆接觸。作為示例，結(jié)合層可以是非常重地?fù)诫s的，是與每個(gè)線20的下部22₁、22₂、22₃的類型相反的類型，直至半導(dǎo)體層退化為止，例如以大于或等于10²⁰原子/cm³的濃度P型摻雜。

半導(dǎo)體層的堆疊可以包括由三元合金(例如，與活性層和中間層接觸的氮化鋁鎵(AlGaN)或氮化鋁銦(AlInN))形成的電子阻擋層，以用于活性層中的電載流子的良好分布。

電極30₁、30₂、30₃能夠使每個(gè)導(dǎo)電層20₁、20₂、20₃的活性層偏置并允許由發(fā)光二極管發(fā)出的電磁輻射通過(guò)。形成電極30₁、30₂、30₃的材料可以是透明導(dǎo)電材料，諸如氧化銦錫(ITO)、氧化鋁或鎵鋅或石墨烯。作為示例，電極層30₁、30₂、30₃具有在從5nm至200nm且優(yōu)選地從20nm至50nm范圍內(nèi)的厚度。

導(dǎo)電層32₁、32₂、32₃優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于金屬層，例如鋁、銀、銅或鋅。作為示例，導(dǎo)電層32₁、32₂、32₃具有在從20nm至1000nm、優(yōu)選地從100nm至200nm范圍內(nèi)的厚度。

封裝層34由至少半透明絕緣材料制成。封裝層34的最小厚度在從250nm至5μm范圍內(nèi)，使得封裝層34完全覆蓋在發(fā)光二極管D₁、D₂、D₃的組合件之上的電極30₁、30₂、30₃。封裝層34由至少半透明無(wú)機(jī)材料制成。作為示例，無(wú)機(jī)材料選自包括SiO_x(其中，x是1與2之間的實(shí)數(shù))或SiO_yN_z(其中，y和z是0與1之間的實(shí)數(shù))的硅氧化物以及鋁氧化物(例如，Al₂O₃)類型的群組。封裝層34由至少半透明有機(jī)材料制成。作為示例，封裝層34是硅樹(shù)脂聚合物、環(huán)氧樹(shù)脂聚合物、丙烯酸聚合物或聚碳酸酯。

作為示例，把手36具有在從50μm至5000μm、優(yōu)選地從200μm至1000μm范圍內(nèi)的厚度。把手36由至少部分透明的材料制成。其可以是玻璃，特別是硅酸硼玻璃，例如Pyrex或藍(lán)寶石。根據(jù)另一實(shí)施例，把手36不存在。

發(fā)光二極管D₁、D₂、D₃的組合件中的至少一個(gè)的單元發(fā)光二極管的殼28₁、28₂、28₃的活性層可以與發(fā)光二極管的其它組合件的單元發(fā)光二極管的殼的活性層相同地制造或者可以不這樣。例如，殼28₁的活性層可能能夠以第一波長(zhǎng)發(fā)射光(例如，藍(lán)光)，并且殼28₂的活性層可能能夠以不同于第一波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)發(fā)射光，例如綠光。這可以例如通過(guò)修改形成這些活性層的量子阱的厚度或組成來(lái)獲得。在其中以不同方式制造殼28₁、28₂的活性層的情況下，可以提供第一掩蔽步驟以在形成殼28₁的活性層期間保護(hù)組合件D₂，并且可以提供第二掩蔽步驟以在形成殼28₂的活性部分期間保護(hù)組合件D₁。此外，組合件D₃可能能夠以不同于第一波長(zhǎng)和第二波長(zhǎng)的第三波長(zhǎng)發(fā)射光(例如，紅光)。因此，可以選擇藍(lán)光、綠光以及紅光的組成，使得觀察者通過(guò)色彩組成而感知到白光，每個(gè)二極管或二極管組合件以第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)以及第三波長(zhǎng)發(fā)射，其可以被獨(dú)立于其它的進(jìn)行處理以調(diào)整色彩。

在圖1中所示的實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電部分42₁、42₂、42₃可以對(duì)應(yīng)于覆蓋絕緣層44₁、44₂、44₃的層或?qū)拥亩询B。TSV 40₁、40₂、40₃的芯可以被完全地或僅部分地填充導(dǎo)電材料。

在前述實(shí)施例中，TSV 40₁、40₂、40₃在發(fā)光二極管的每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃的周界處與電極30₁、30₂、30₃相接觸。根據(jù)另一實(shí)施例，還可以在光電子芯片6的每個(gè)線20₁、20₂、20₃的水平處提供TSV。每個(gè)TSV與關(guān)聯(lián)線的籽晶焊盤16₁、16₂、16₃相接觸?？梢詫SV相互連接。然后可以將線單獨(dú)地偏置。作為變型，可以將在基板10的后表面12的側(cè)面提供的電極連接到與發(fā)光二極管的同一組合件D₁、D₂、D₃相關(guān)聯(lián)的TSV的組合件。根據(jù)另一實(shí)施例，TSV可以同時(shí)地與發(fā)光二極管的同一組合件D₁、D₂、D₃的多個(gè)線20₁、20₂、20₃的籽晶焊盤16₁、16₂、16₃接觸。

根據(jù)另一實(shí)施例，每個(gè)TSV 40₁、40₂、40₃可以由填充材料形成，例如多晶硅、鎢或者在制造光電子芯片6的方法的后續(xù)步驟期間支撐熱平衡的耐火金屬材料。多晶硅有利地具有與硅的熱膨脹系數(shù)接近的熱膨脹系數(shù)，并且因此使得能夠在制造光電子芯片6的方法的在高溫下執(zhí)行的后續(xù)步驟期間減小機(jī)械應(yīng)力。

根據(jù)另一實(shí)施例，作為用通過(guò)絕緣壁與基板10絕緣的填充材料來(lái)形成TSV的替代，可以通過(guò)界定基板的一部分的絕緣溝槽來(lái)形成TSV，該部分然后起到TSV的導(dǎo)電部分的作用。優(yōu)選地，然后使用例如具有大于或等于10¹⁹原子/cm³的摻雜劑濃度的重?fù)诫s硅來(lái)減小此連接的電阻。

在本實(shí)施例中，電絕緣部件52包括跨基板10的整個(gè)厚度延伸并用絕緣材料(例如氧化物，特別是硅氧化物，或者絕緣聚合物)填充的溝槽。作為變型，由TSV 40₁來(lái)提供與每個(gè)二極管相關(guān)聯(lián)的每個(gè)基板部分10的電絕緣。根據(jù)另一變型，電絕緣壁52包括與基板10相對(duì)并沿著基板10的整個(gè)深度延伸的偏置型的摻雜區(qū)。

根據(jù)另一實(shí)施例，基板10可以不存在。然后可以在與籽晶焊盤16₁、16₂、16₃接觸的光電子芯片的下表面上布置鏡像層。根據(jù)實(shí)施例，該鏡像層能夠至少部分地反射由單元發(fā)光二極管發(fā)射的輻射。可以用至少一個(gè)金屬層來(lái)覆蓋該鏡像層。絕緣層38然后直接地覆蓋鏡像層(或者金屬層，如果存在的話)。如前所述，在絕緣層38上形成導(dǎo)電焊盤46₁、46₂、46₃、48₁、48₂、48₃。

在本實(shí)施例中，有單元發(fā)光二極管?？吭谄渖厦娴闹误w包括籽晶焊盤、鏡像層以及導(dǎo)電焊盤。

圖3示出了包括光電子裝置5的所有元件的光電子裝置90的另一實(shí)施例，并且其中，控制芯片7還包括排熱裝置92，在圖3中示出了兩個(gè)排熱裝置92作為示例。排熱裝置92有利地使得能夠改善由光電子芯片6在操作中產(chǎn)生的熱的移除。優(yōu)選地，每個(gè)排熱裝置92跨控制芯片7的整個(gè)厚度延伸。每個(gè)排熱裝置92由作為良好熱導(dǎo)體的一堆材料形成。優(yōu)選地，在基板60中延伸的排熱裝置92的部分與基板60電絕緣，并且可以具有與諸如先前所述的TSV類似的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)實(shí)施例，可以將排熱裝置92不連接到光電子芯片。這也適用于在圖3的左側(cè)示出的排熱裝置92。根據(jù)另一示例，可以用焊接凸塊86將排熱裝置92連接到導(dǎo)電焊盤93，如針對(duì)在圖3的右側(cè)示出的布置于與電活性區(qū)域絕緣的光電子芯片的基板區(qū)域上的排熱裝置92發(fā)生的一樣，因?yàn)槠溆赏ㄟ^(guò)被電絕緣體填充的溝槽與基板的其余部分完全絕緣的基板區(qū)域形成，或者因?yàn)槠溆杀浑娊^緣層覆蓋的基板區(qū)域形成。

圖4是沿著線IV-IV的圖2的橫截面圖。在此圖中，電絕緣壁52被示為完全圍繞與發(fā)光二極管的每個(gè)組合件D₁、D₂、D₃相關(guān)聯(lián)的基板10的部分。然而，作為變型，針對(duì)發(fā)光二極管的每對(duì)組合件，可以跨光電子芯片6的整個(gè)寬度僅在兩個(gè)鄰近組合件之間提供電絕緣壁52。作為示例，在圖4的橫截面平面中，每個(gè)電絕緣壁可以具有在從200nm至250μm且優(yōu)選地從5μm至30μm范圍內(nèi)的寬度。

在前述實(shí)施例中，絕緣層26覆蓋每個(gè)線20₁、20₂、20₃的下部22₁、22₂、22₃的整個(gè)周界。作為變型，可以使下部22₁、22₂、22₃的一部分或者甚至使整個(gè)下部22₁、22₂、22₃不被絕緣層26覆蓋。在這種情況下，殼28₁、28₂、28₃可以覆蓋每個(gè)線20達(dá)到大于H₃的高度或者甚至達(dá)到高度H₁。此外，在前述實(shí)施例中，絕緣層26并未覆蓋每個(gè)線20₁、20₂、20₃的上部24₁、24₂、24₃的周界。作為變型，絕緣層26可以覆蓋每個(gè)線20₁、20₂、20₃的上部24₁、24₂、24₃的一部分。此外，根據(jù)另一變型，絕緣層26可以針對(duì)每個(gè)線20₁、20₂、20₃部分地覆蓋殼281、28₂、28₃的下部。

在圖1、圖2和圖3中所示的實(shí)施例中，光電子裝置5被設(shè)于控制芯片7的下表面上的焊接凸塊88電連接到外部電路。然而，可以設(shè)想其它電連接模式。

圖5示出了另一實(shí)施例，其中，用連接到控制芯片7的上表面69(具有被與之固定的光電子芯片6)的線94將控制芯片7電連接到外部電路，例如印刷電路，未示出。

圖6示出了另一實(shí)施例，其中，用在光電子芯片6的上表面?zhèn)冗B接到導(dǎo)電焊盤的線95將光電子芯片6電連接到外部電路，例如印刷電路，未示出。

圖7示出了另一實(shí)施例，其中，用在光電子芯片6的下表面12的側(cè)面連接的焊接凸塊96將光電子芯片6電連接到外部電路，例如印刷電路，未示出。

圖8示出了另一實(shí)施例，其中，用被連接到控制芯片7的上表面69的凸塊97將光電子芯片6電連接到外部電路，例如印刷電路，未示出。

圖5至圖8中所示的實(shí)施例有利地使得能夠?qū)⒖刂菩酒?的后表面固定到排熱裝置92可以被連接到的熱傳導(dǎo)支撐體。這改善了在控制芯片7中產(chǎn)生的熱的移除。

根據(jù)實(shí)施例，制造光電子裝置5的方法包括步驟：

-制造光電子芯片6；

-制造控制芯片7；

-將光電子芯片6與控制芯片7組裝；

-可能，將控制芯片7和光電子芯片6的堆疊布置在保護(hù)封裝中；以及

-將控制芯片7和光電子芯片6的堆疊固定到支撐體。

在通過(guò)引用結(jié)合到本文中的專利申請(qǐng)WO2014/044960和FR13/59413中描述了制造發(fā)光二極管組合件D₁、D₂、D₃的方法的實(shí)施例。

根據(jù)圖2中所示的實(shí)施例，發(fā)光二極管G₁的群組的TSV 42₁的實(shí)施例可以包括以下步驟，其中，可以同時(shí)地以相同方式形成TSV 42₂、42₃：

(1)蝕刻至少一個(gè)開(kāi)口，其穿過(guò)絕緣層38、基板10、絕緣層26而使電極層30₁暴露。此開(kāi)口可以具有圓形或矩形橫截面。優(yōu)選地，還蝕刻電極層301以使金屬層32₁的一部分暴露?；?0的蝕刻可以是深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)。還通過(guò)用適應(yīng)于絕緣層26的化學(xué)作用進(jìn)行的等離子體蝕刻來(lái)執(zhí)行絕緣層26的所述部分的蝕刻。同時(shí)，可以蝕刻電極層30₁。作為變型，可以從其中在形成金屬層32₁的步驟之前形成TSV的區(qū)域去除層30₁?？梢耘c針對(duì)TSV提供的開(kāi)口同時(shí)地形成用于形成電絕緣壁52的溝槽。

(2)例如在層38上且在已在步驟(1)處蝕刻的開(kāi)口的內(nèi)壁上用SiO₂或SiO_N形成絕緣層44₁。例如通過(guò)用PECVD(用于增強(qiáng)型等離子體化學(xué)氣相沉積的簡(jiǎn)稱)進(jìn)行的保形沉積或者通過(guò)絕緣聚合物的保形沉積來(lái)形成絕緣層44₁。絕緣層41₁具有在從200nm至5000nm范圍內(nèi)的厚度，例如約3μm?？梢耘c電絕緣壁52同時(shí)地形成絕緣層44₁。

(3)蝕刻絕緣層44₁以在已在步驟(2)處蝕刻的開(kāi)口的底部處使導(dǎo)電層32₁暴露。其為各向異性蝕刻。

(4)在絕緣層38中蝕刻至少一個(gè)開(kāi)口50₁以使基板10的表面12的一部分暴露。為了執(zhí)行此蝕刻，可以暫時(shí)地例如用樹(shù)脂阻隔在步驟(1)處蝕刻的開(kāi)口。

(5)填充TSV并形成導(dǎo)電焊盤46₁、48'₁、48'₂、48'₃?？梢杂勉~的電解沉積來(lái)填充TSV。然后用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)對(duì)沉積進(jìn)行平面化。然后，金屬沉積可以傳遞從焊盤到基板10的表面12的接觸。

作為變型，可以例如在形成殼28₁、28₂、28₃之前在基板10的上表面14的側(cè)面形成TSV 40₁。然后僅跨基板10的厚度的一部分形成TSV 40₁并在薄化基板12的步驟之后在基板的下表面12的側(cè)面暴露。然后可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)來(lái)執(zhí)行TSV的填充，并且可以通過(guò)熱氧化來(lái)執(zhí)行TSV的絕緣。

制造控制芯片7的方法可以包括集成電路制造方法的常規(guī)步驟，并且并未更詳細(xì)地描述。

將光電子芯片6組裝在控制芯片7上的方法可以包括焊接操作。將形成導(dǎo)電焊盤46₁、46₂、46₃、48₁、48₂、48₃、70的金屬堆疊選擇成與在電子裝置中使用的焊接操作且特別是與所使用的例如由Cu制成的焊料相容，所述焊料具有OSP面層(OSP是用于有機(jī)可焊性保護(hù)層的簡(jiǎn)稱)或Ni-Au面層(用化學(xué)過(guò)程，特別是為了獲得ENIG型結(jié)構(gòu)，ENIG是用于無(wú)電鍍鎳浸金的簡(jiǎn)稱，或者用電化學(xué)過(guò)程)、Sn、Sn-Ag、Ni-Pd-Au、Sn-Ag-Cu、Ti-Wn-Au或ENEPIG(用于無(wú)電鍍鎳/無(wú)電鍍鈀/浸金)。

圖9示出了光電子裝置5的實(shí)施例的等價(jià)電氣圖，其中，控制芯片7能夠從AC電源電壓控制光電子芯片6的發(fā)光二極管群組。然而應(yīng)顯而易見(jiàn)的是圖9中所示的電氣圖僅僅是實(shí)施例，并且應(yīng)根據(jù)光電子裝置5的所提供用途來(lái)修改由控制芯片7執(zhí)行的功能。

在本實(shí)施例中，控制芯片7包括意圖接收電源電壓V_ALIM的兩個(gè)輸入端子IN₁和IN₂。作為示例，輸入電壓V_ALIM可以是具有例如在從10Hz至1MHz范圍內(nèi)的頻率的正弦電壓。電壓V_ALIM例如對(duì)應(yīng)于電源電壓。

控制芯片7包括全波整流電路100，其例如包括例如由四個(gè)二極管形成的二極管橋。整流電路100接收電源電壓V_ALIM并供應(yīng)電壓V_IN。

光電子芯片6包括發(fā)光二極管G_i的N個(gè)群組，i從1至N不等，其中，N是在從2至200、優(yōu)選地從2至20范圍內(nèi)的整數(shù)。

在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管G_i的N個(gè)群組被串聯(lián)連接。每個(gè)群組G_i可以包括例如被串聯(lián)連接的發(fā)光二極管的多個(gè)組合件。該串聯(lián)連接可以直接地在光電子芯片6的層級(jí)處形成。作為示例，一組發(fā)光二極管G_i的每個(gè)導(dǎo)電焊盤48_i被延續(xù)至與發(fā)光二極管群組G_i+1的導(dǎo)電焊盤46_i+1接觸。作為變型，可以由位于控制芯片7中的連接元件來(lái)執(zhí)行發(fā)光二極管群組的串聯(lián)連接。

控制芯片7包括與發(fā)光二極管群組G₁至G_N串聯(lián)連接的電流源102。針對(duì)從1至N-1不等的i，群組G_i的發(fā)光二極管的最后一個(gè)組合件的陰極被連接到群組G_i+1的發(fā)光二極管的第一組合件的陽(yáng)極。控制芯片7還包括N-1個(gè)可控開(kāi)關(guān)SW₁至SW_N-1。每個(gè)開(kāi)關(guān)SW_i(i從1至N-1不等)被并聯(lián)地組裝在群組G_i的發(fā)光二極管的最后一個(gè)組合件的陰極與群組G_i+1的發(fā)光二極管的第一組合件的陽(yáng)極之間。每個(gè)開(kāi)關(guān)SW_i(i從1至N-1不等)被信號(hào)S_i控制。

控制芯片7還包括能夠跨電流源102供應(yīng)表示電壓V_CS的信號(hào)S_V的電壓傳感器104?？刂菩酒?還包括控制單元106，其接收信號(hào)S_V并供應(yīng)信號(hào)S₁至S_N-1以便命令開(kāi)關(guān)SW₁至SW_N-1的關(guān)斷或接通?？刂茊卧?06優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于專用電路。

下面是根據(jù)圖8中所示的實(shí)施例的光電子裝置5的操作，認(rèn)為開(kāi)關(guān)是完美的?？刂齐娐?06能夠根據(jù)跨電流源102的電壓V_CS的值將開(kāi)關(guān)SW_i接通或關(guān)斷，i從1至N-1不等。為此，控制單元106能夠?qū)㈦妷篤_CS與至少一個(gè)閾值相比較。作為示例，由整流電橋100供應(yīng)的電壓V_IN是已整流正弦電壓，其包括連續(xù)的循環(huán)，在循環(huán)中的每一個(gè)中具有從零值開(kāi)始增加、穿過(guò)最大值且減小至零值的電壓V_IN。在每個(gè)循環(huán)開(kāi)始時(shí)，所有開(kāi)關(guān)SW_i(i從1至N-1不等)被接通。從而，發(fā)光二極管群組G₂至G_N被短路，并且電壓V_IN分布在發(fā)光二極管群組G₁與電流源102之間。電壓V_IN從零值開(kāi)始上升。當(dāng)跨發(fā)光二極管群組G₁的電壓超過(guò)其閾值電壓時(shí)，發(fā)光二極管群組G₁接通并開(kāi)始發(fā)光?？绨l(fā)光二極管群組G₁的電壓然后是基本上固定的，并且電壓V_CS隨著電壓V_IN一起繼續(xù)增加。當(dāng)電壓V_CS超過(guò)閾值時(shí)，單元106命令開(kāi)關(guān)SW₁的關(guān)斷。電壓V_IN然后分布在發(fā)光二極管群組G₁和G₂與電流源102之間。當(dāng)跨發(fā)光二極管群組G₂的電壓超過(guò)其閾值電壓時(shí)，發(fā)光二極管群組G₂接通并開(kāi)始發(fā)光。跨發(fā)光二極管群組G₂的電壓然后是基本上固定的，并且電壓V_CS隨著電壓V_IN一起繼續(xù)增加。當(dāng)電壓V_CS超過(guò)閾值時(shí)，單元106命令開(kāi)關(guān)SW₂的關(guān)斷。重復(fù)這些步驟直至開(kāi)關(guān)SW_N-1關(guān)斷為止。然后所有發(fā)光二極管開(kāi)啟。當(dāng)電壓V_IN從其最大值開(kāi)始減小時(shí)，開(kāi)關(guān)SW_N-1至SW₁隨著電壓V_IN減小(例如每當(dāng)電壓V_CS減小至閾值以下時(shí))而被按照此順序連續(xù)接通。

作為變型，當(dāng)用金屬氧化物柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管或MOS晶體管來(lái)形成開(kāi)關(guān)SW1至SW_N-1時(shí)，作為測(cè)量電壓V_CS的替代，可能期望測(cè)量跨晶體管的電壓。

圖10示出了控制芯片7的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，控制芯片7包括與每個(gè)發(fā)光二極管群組G_i相關(guān)聯(lián)的可控電流源108_i，i從1至N不等。控制單元106能夠獨(dú)立地將每個(gè)電流源108_i激活或去激活。電流源108_i具有公共端子，i從1至N不等。每個(gè)電流源108_i(i從1至N不等)具有向控制單元106供應(yīng)表示跨電流源108_i的電壓的信號(hào)SI_i的關(guān)聯(lián)傳感器110_i。電流源108_N具有被連接到群組G_N的發(fā)光二極管的最后一個(gè)組合件的陰極的端子。每個(gè)電流源108_i(i從2至N不等)具有被連接到群組G_i的發(fā)光二極管的最后一個(gè)組合件的陰極的端子。

下面是根據(jù)圖9中所示的實(shí)施例的光電子裝置5的操作。根據(jù)跨每個(gè)電流源102_i的電壓(i從1至N不等)，控制電路106能夠連續(xù)地激活每個(gè)電流源108_i(i從1至N不等)，同時(shí)將先前激活的電流源去激活。

上文已描述了具有不同變化的各種實(shí)施例。應(yīng)注意的是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在未顯示出任何發(fā)明性步驟的情況下將這些各種實(shí)施例和變型的各種元素組合。作為示例，可以用圖2中所示的裝置5的結(jié)構(gòu)或圖3中所示的裝置90的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖9或圖10中所示的光電子裝置5的電氣圖。