JP2010517273A - フォールト・トレラント発光体、フォールト・トレラント発光体を含むシステムおよびフォールト・トレラント発光体を作製する方法 - Google Patents
フォールト・トレラント発光体、フォールト・トレラント発光体を含むシステムおよびフォールト・トレラント発光体を作製する方法 Download PDFInfo
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Abstract
各々が少なくとも３つの発光デバイスを並列接続したサブセットを少なくとも２つ直列に接続したものを含むアレイを提供するように、電気的に相互接続された発光デバイス（例えば発光ダイオード）を含む発光体が提供される。いくつかの実施の形態で、発光デバイスはウエハの連続した領域から得られる。更に、発光デバイス、発光デバイスを機械的に相互接続する手段および各々が並列接続された少なくとも３つの発光デバイスを含むサブセットを直列に接続したものを提供するように、発光デバイスを電気的に相互接続する手段を含む発光体が提供される。
Description
（関連出願へのクロスリファレンス）
本出願は、参照によってその全体をここに取り込む、２００７年１月２２日付けの米国暫定特許出願第６０／８８５，９３７号の恩典を要求する。
本出願は、参照によってその全体をここに取り込む、２００７年１０月２６日付けの米国暫定特許出願第６０／９８２，８９２号の恩典を要求する。
本出願は、参照によってその全体をここに取り込む、２００７年１１月９日付けの米国暫定特許出願第６０／９８６，６６２号の恩典を要求する。
本出願は、参照によってその全体をここに取り込む、２００７年１月２２日付けの米国暫定特許出願第６０／８８５，９３７号の恩典を要求する。
本出願は、参照によってその全体をここに取り込む、２００７年１０月２６日付けの米国暫定特許出願第６０／９８２，８９２号の恩典を要求する。
本出願は、参照によってその全体をここに取り込む、２００７年１１月９日付けの米国暫定特許出願第６０／９８６，６６２号の恩典を要求する。
（発明の分野）
本発明の主題は、発光体、そのような発光体を含むシステムおよびそのような発光体およびシステムを作製する方法に関する。特に本発明の主題は、フォールト・トレラント発光体、それらを含むシステムおよびそれらを作製する方法を指向する。
本発明の主題は、発光体、そのような発光体を含むシステムおよびそのような発光体およびシステムを作製する方法に関する。特に本発明の主題は、フォールト・トレラント発光体、それらを含むシステムおよびそれらを作製する方法を指向する。
（発明の背景）
今日まで、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップおよびＬＥＤパッケージに関して最も強い光の取り出し（パッケージ固有というよりもチップ固有の）は、一般に「パワー・チップ」（〜０．９−１ｍｍ×０．９−１ｍｍのＬＥＤ）によるものよりも、小型ＬＥＤチップ（〜３００マイクロメートル×３００マイクロメートル）によるものであった。
今日まで、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップおよびＬＥＤパッケージに関して最も強い光の取り出し（パッケージ固有というよりもチップ固有の）は、一般に「パワー・チップ」（〜０．９−１ｍｍ×０．９−１ｍｍのＬＥＤ）によるものよりも、小型ＬＥＤチップ（〜３００マイクロメートル×３００マイクロメートル）によるものであった。
多様な用途において、白熱灯、蛍光灯およびその他の発光装置の代わりに固体発光デバイスを使用できるようにする方法を開発するための努力が継続されている。更に、発光ダイオード（又はその他の固体発光デバイス）が既に使用されている場所では、改善されたエネルギー効率を有する発光ダイオード（又はその他の固体発光デバイス）を提供する努力が継続されている。
共通基板上にある発光ダイオードの性能を改善することに関して各種の努力が払われている。例えば、
米国特許第６，６３５，５０３号は、発光ダイオードのクラスタ・パッケージングについて述べている。
米国特許出願第２００３／００８９９１８号は、広域スペクトルを有する発光デバイスおよび広域スペクトルを有する発光デバイスを作製する方法およびシステムについて述べている。
米国特許第６，５４７，２４９号は、高抵抗基板上に形成されたモノリシックな直列／並列発光ダイオード・アレイについて述べている。
米国特許第７，００９，１９９号は、ＡＣ電流から光を発生させるための、逆並列接続された発光ダイオードおよびヘッダを有する電子デバイスについて述べている。
米国特許第６，８８５，０３５号は、マルチ・チップの半導体発光ダイオード・アセンブリについて述べている。
米国特許第７，２１３，９４２号および第７，２２１，０４４号は、それぞれ高いＡＣ又はＤＣ電圧での直接使用に適応した単一チップに集積されたＬＥＤについて述べている。
米国特許出願第２００５／０２５３１５１号は、高駆動電圧および小駆動電流で動作する発光デバイスについて述べている。
日本国特許出願第２００１−１５６３３１号は、同じ基板上に形成された複数の窒化物半導体層について述べており、ここで層は互いに電気的に分離されており、また各々の窒化物半導体層は導電性ワイヤで電気的に接続されている。
日本国特許出願第２００１−３０７５０６号は、同じ半導体基板上に形成された２つ以上の発光ダイオードについて述べている。
米国特許出願第２００７／０２０２６２３号は、非常に狭い設置面積および低プロファイルの白色ＬＥＤデバイス用のウエハ・レベルでのパッケージングについて述べている。
米国特許第６，６３５，５０３号は、発光ダイオードのクラスタ・パッケージングについて述べている。
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米国特許第６，５４７，２４９号は、高抵抗基板上に形成されたモノリシックな直列／並列発光ダイオード・アレイについて述べている。
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米国特許第６，８８５，０３５号は、マルチ・チップの半導体発光ダイオード・アセンブリについて述べている。
米国特許第７，２１３，９４２号および第７，２２１，０４４号は、それぞれ高いＡＣ又はＤＣ電圧での直接使用に適応した単一チップに集積されたＬＥＤについて述べている。
米国特許出願第２００５／０２５３１５１号は、高駆動電圧および小駆動電流で動作する発光デバイスについて述べている。
日本国特許出願第２００１−１５６３３１号は、同じ基板上に形成された複数の窒化物半導体層について述べており、ここで層は互いに電気的に分離されており、また各々の窒化物半導体層は導電性ワイヤで電気的に接続されている。
日本国特許出願第２００１−３０７５０６号は、同じ半導体基板上に形成された２つ以上の発光ダイオードについて述べている。
米国特許出願第２００７／０２０２６２３号は、非常に狭い設置面積および低プロファイルの白色ＬＥＤデバイス用のウエハ・レベルでのパッケージングについて述べている。
（発明の概要）
与えられたＬＥＤ発光（照明）用途において「パワー・チップ」が適しているか否かという疑問は、「システム・レベル」で判断する必要がある。すなわち、「チップ」（ＬＥＤ）の効率、パッケージの効率、ドライバ（ＡＣからＤＣへの変換）の効率および光学的効率について考察する必要がある。
与えられたＬＥＤ発光（照明）用途において「パワー・チップ」が適しているか否かという疑問は、「システム・レベル」で判断する必要がある。すなわち、「チップ」（ＬＥＤ）の効率、パッケージの効率、ドライバ（ＡＣからＤＣへの変換）の効率および光学的効率について考察する必要がある。
ＬＥＤチップ（および／又は１又は複数のその他の固体発光デバイス）を含む装置のためのドライバ技術の最も優れた性能は、「低電圧、大電流」よりも「高電圧、低電流」の場合に得られる。典型的な小型ＬＥＤチップは、〜２０−３０ｍＡの電流および〜３ボルトで動作し、他方、典型的なパワー・チップは、〜３５０ｍＡおよび３ボルトで動作する。
低い駆動電流における進歩したドライバ技術は、次のように捉えることができる。
ａ）ドライバ・アセンブリでは、一定のコスト（電力低下）が発生する。これらのドライバ・アセンブリは、「ｐｎ接合」を含んで形成されるため、ドライバ技術に「接合」が追加されるたびに電力損失が発生する。従って、オーバーヘッド（この固定された電力コスト）は、高電圧の一列および多ＬＥＤへ移行するコストが低電圧の一列および数個の部品よりも好ましくなるように、各ＬＥＤについて償却することができる。
ｂ）電流に付随する電力損失は、（抵抗固定として）Ｉ２Ｒである。このことから、低電流アプローチは常により高い効率につながる。
ａ）ドライバ・アセンブリでは、一定のコスト（電力低下）が発生する。これらのドライバ・アセンブリは、「ｐｎ接合」を含んで形成されるため、ドライバ技術に「接合」が追加されるたびに電力損失が発生する。従って、オーバーヘッド（この固定された電力コスト）は、高電圧の一列および多ＬＥＤへ移行するコストが低電圧の一列および数個の部品よりも好ましくなるように、各ＬＥＤについて償却することができる。
ｂ）電流に付随する電力損失は、（抵抗固定として）Ｉ２Ｒである。このことから、低電流アプローチは常により高い効率につながる。
このことから、「パワーＬＥＤ技術」については８０％−８５％のドライバ効率を得ることが可能であるのに対し、標準的なＬＥＤ技術については９５％のドライバ効率を得ることが可能である。
本発明の主題によれば、互いに機械的に相互接続された（例えば、その上にデバイスが形成される共通基板上に）複数の発光デバイスを含み、各々が電気的に並列に接続された少なくとも３個の発光デバイスを含む発光デバイスのサブセットを直列に接続したものを少なくとも２つ含むアレイを提供するように電気的に相互接続された発光体が提供される。発光デバイスは、発光デバイスのアレイを提供するように電気的に相互接続される。ここでアレイは、しばしば「行」および「列」を含むものとして扱われる。アレイ中の「行」の各々は、並列接続された発光デバイスのサブセットの１つである。アレイ中の「列」の各々は、サブセットの各々からの発光デバイスの１つを含む。すなわち、アレイは、「行」（すなわち、サブセット）の各々に含まれる発光デバイスの数に等しい数の複数の列を含む。しかし本発明の主題は、各サブセットが同じ数の発光デバイスを含む発光体に限定されない。すなわち、本発明の主題は、サブセットのいくつかあるいはすべてが異なる数の発光デバイスを含む発光体を包含する。このように、アレイは、少なくとも３つの列を含み、発光デバイスの少なくとも２つの行を含む。
ここで使用される「高電圧」という表現は、発光体両端の電圧降下が、発光体に含まれる発光デバイスの１つの電圧降下の少なくとも３倍であることを意味する。すなわち、
Ｖ ∋ 少なくとも３つの直列の発光デバイスのＶｆ
Ｖ ∋ 少なくとも３つの直列の発光デバイスのＶｆ
いくつかの実施の形態で、発光デバイスは共通基板上で電気的に相互接続される。ここで使用される「共通基板上で電気的に相互接続される」という表現および類似の記述（例えば、「基板上で電気的に接続される」）は、電気的接続（単数又は複数）が、基板がその一部である同じ構造上で行われることを意味する。例えば、電気的接続（単数又は複数）は基板の上および／又は下に存在でき、および／又は電気的接続（単数又は複数）を提供する構造と基板との間には、構造又は層がないか、あるいは１又は複数の構造又は層が存在できる。いくつかの実施の形態で、発光体の順方向電圧は少なくとも３２５ボルトであり、他の場合には、発光体の順方向電圧は少なくとも３９５ボルトである。
発光デバイスは、電気を供給されることによって光を放射できる任意の望ましい部品でよく、例えば、固体発光デバイスでよい。本発明の主題の特別な実施の形態では、発光デバイスは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。そのような実施の形態のいくつかでは、ＬＥＤは共通基板上で電気的に相互接続される。いくつかの実施の形態で、ＬＥＤは１又は複数の分離領域によって互いに分離され、他の実施の形態で、ＬＥＤは１又は複数のトレンチによって互いに分離され、更に別の実施の形態で、ＬＥＤは１又は複数のトレントおよび１又は複数の分離領域の両方によって互いに分離される。ＬＥＤは、横型デバイス、縦型デバイス又はそれらの混合でよい。
本発明の主題のいくつかの実施の形態で、発光体は、発光デバイスのウエハの連続した領域から得られた複数の発光デバイスを含む。上で注意したように、複数の発光デバイスは、少なくとも３つの並列接続された発光デバイスの、複数の直列接続されたサブセットとして電気的に接続される。いくつかの実施の形態で、複数の直列接続されたサブセットは、少なくとも４０個のサブセットを含み、他の実施の形態では、複数の直列接続されたサブセットは、少なくとも１００個のサブセットを含む。
いくつかの実施の形態で、複数の発光デバイスは、ウエハの共通基板によって機械的に接続される。そのようなケースで、発光デバイスは、個々の発光デバイスの周囲を画定する分離領域によって画定される。その代りに又は付加的に、発光デバイスは個別発光デバイスの周囲を画定する１又は複数のトレンチによって画定される。発光デバイスは横型デバイスおよび／又は縦型デバイスを含む。
本発明の主題のいくつかの実施の形態で、発光体は機械的基板を含み、その上に発光デバイスが搭載されて発光デバイスのための機械的支持材を提供する。
本発明の主題のいくつかの実施の形態は発光体を提供し、それは複数の発光デバイスと、複数の発光デバイスを機械的に相互接続するための手段と、複数の発光デバイスを電気的に相互接続して、各々が電気的に並列に相互接続された３つの発光デバイスを含むサブセットを直列に接続したものを提供するための手段とを含む。
いくつかの実施の形態では、複数の発光デバイスの１又は複数のものの短絡故障を修復するための手段も提供される。
対応する入力電圧よりも高い出力電圧を有するブースト電源および発光体を含む照明システムも提供される。発光体は、発光デバイスのウエハの連続した領域から得られた複数の発光デバイスを含み、複数の発光デバイスは、ブースト電源の出力電圧に電気的に接続された、少なくとも３つの並列接続された発光デバイスの複数の直列接続されたサブセットとして電気的に接続される。ブースト電源は、入力電圧を提供するＡＣ電源に接続されるように構成される。
本発明の主題の別の態様では、
共通基板上に形成され、各々が光を生成するための手段を含む複数の発光デバイスと、
少なくとも第１、第２および第３の発光デバイスを第１のサブセットとして電気的に並列接続するための手段と、
少なくとも第４、第５および第６の発光デバイスを第２のサブセットとして電気的に並列接続するための手段と、
第１のサブセットと第２のサブセットとを直列に電気的に接続するための手段と、
を含む発光体が提供される。
共通基板上に形成され、各々が光を生成するための手段を含む複数の発光デバイスと、
少なくとも第１、第２および第３の発光デバイスを第１のサブセットとして電気的に並列接続するための手段と、
少なくとも第４、第５および第６の発光デバイスを第２のサブセットとして電気的に並列接続するための手段と、
第１のサブセットと第２のサブセットとを直列に電気的に接続するための手段と、
を含む発光体が提供される。
本発明の主題のこの態様のいくつかの実施の形態では、
第１の発光デバイスは、第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含み、
第２の発光デバイスは、第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含み、
第３の発光デバイスは、第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含み、
第４の発光デバイスは、第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含み、
第５の発光デバイスは、第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含み、
第６の発光デバイスは、第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含み、
第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域は、単一のモノリシックなｎ形層の領域のそれぞれの領域であり、
第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域は、単一のモノリシックなｐ形層の領域のそれぞれの領域であり、
発光体は、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域の各々を互いに分離するための手段を含み、
発光体は、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域の各々を互いに分離するための手段を含む。
第１の発光デバイスは、第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含み、
第２の発光デバイスは、第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含み、
第３の発光デバイスは、第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含み、
第４の発光デバイスは、第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含み、
第５の発光デバイスは、第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含み、
第６の発光デバイスは、第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含み、
第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域は、単一のモノリシックなｎ形層の領域のそれぞれの領域であり、
第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域は、単一のモノリシックなｐ形層の領域のそれぞれの領域であり、
発光体は、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域の各々を互いに分離するための手段を含み、
発光体は、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域の各々を互いに分離するための手段を含む。
２つ以上の要素が互い「分離」されるという記述は、それぞれの要素が互いに電気的に接続されていない（例えば、それらが両方とも別の要素と接触するように置かれたとしても）ことを意味する。
ここで２つ以上の要素がそれぞれ単一のモノリシックな層の分離された領域であるという記述（例えば、「第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域は、単一のモノリシックなｎ形層の、それぞれの分離された領域である」）および類似の記述は、要素の（少なくとも）各々（例えば、発光ダイオード・デバイスの各々、あるいは、第１から第６のｎ形領域の各々ほか）が、単一の統合されたモノリシックな層として形成され、後に例えば１又は複数のトレンチの形成、イオン注入等によって互いに分離されることによって、それぞれ対応するｎ形領域間で直接的に電気が流れられないようにすることで本来的に得られると当業者が認識するような構造的特徴を含むことを意味する。ここでの類似の記述、例えば「Ｐ形の領域は単一のモノリシックなＰ形層の分離された領域である」等についても類似の説明が当てはまる。
本発明の主題の別の態様では、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのアノード端および第６の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのアノード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
を含む発光体が得られる。
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのアノード端および第６の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのアノード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
を含む発光体が得られる。
本発明の主題の別の態様では、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第１のｐ形領域に電気的に接続された第１のアノードと、
第１のｎ形領域に電気的に接続された第１のカソードと、
第２のｐ形領域に電気的に接続された第２のアノードと、
第２のｎ形領域に電気的に接続された第２のカソードと、
第３のｐ形領域に電気的に接続された第３のアノードと、
第３のｎ形領域に電気的に接続された第３のカソードと、
第４のｐ形領域に電気的に接続された第４のアノードと、
第４のｎ形領域に電気的に接続された第４のカソードと、
第５のｐ形領域に電気的に接続された第５のアノードと、
第５のｎ形領域に電気的に接続された第５のカソードと、
第６のｐ形領域に電気的に接続された第６のアノードと、
第６のｎ形領域に電気的に接続された第６のカソードと、
第１のアノード、第２のアノードおよび第３のアノードに電気的に接続された第１の相互接続と、
第１のカソード、第２のカソードおよび第３のカソードに電気的に接続された第２の相互接続と、
第４のカソード、第５のカソードおよび第６のカソードに電気的に接続された第３の相互接続と、
を含む発光体が提供される。
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第１のｐ形領域に電気的に接続された第１のアノードと、
第１のｎ形領域に電気的に接続された第１のカソードと、
第２のｐ形領域に電気的に接続された第２のアノードと、
第２のｎ形領域に電気的に接続された第２のカソードと、
第３のｐ形領域に電気的に接続された第３のアノードと、
第３のｎ形領域に電気的に接続された第３のカソードと、
第４のｐ形領域に電気的に接続された第４のアノードと、
第４のｎ形領域に電気的に接続された第４のカソードと、
第５のｐ形領域に電気的に接続された第５のアノードと、
第５のｎ形領域に電気的に接続された第５のカソードと、
第６のｐ形領域に電気的に接続された第６のアノードと、
第６のｎ形領域に電気的に接続された第６のカソードと、
第１のアノード、第２のアノードおよび第３のアノードに電気的に接続された第１の相互接続と、
第１のカソード、第２のカソードおよび第３のカソードに電気的に接続された第２の相互接続と、
第４のカソード、第５のカソードおよび第６のカソードに電気的に接続された第３の相互接続と、
を含む発光体が提供される。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、発光体は、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、発光体は、更に発光デバイスの少なくとも１つと直列になった導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む。
本発明の主題の別の態様では、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第１のｐ形領域に電気的に接続された第１のｐ形コンタクトと、
第１のｎ形領域に電気的に接続された第１のｎ形コンタクトと、
第２のｐ形領域に電気的に接続された第２のｐ形コンタクトと、
第２のｎ形領域に電気的に接続された第２のｎ形コンタクトと、
第３のｐ形領域に電気的に接続された第３のｐ形コンタクトと、
第３のｎ形領域に電気的に接続された第３のｎ形コンタクトと、
第４のｐ形領域に電気的に接続された第４のｐ形コンタクトと、
第４のｎ形領域に電気的に接続された第４のｎ形コンタクトと、
第５のｐ形領域に電気的に接続された第５のｐ形コンタクトと、
第５のｎ形領域に電気的に接続された第５のｎ形コンタクトと、
第６のｐ形領域に電気的に接続された第６のｐ形コンタクトと、
第６のｎ形領域に電気的に接続された第６のｎ形コンタクトと、
第１のｐ形コンタクト、第２のｐ形コンタクトおよび第３のｐ形コンタクトに電気的に接続された第１の相互接続と、
第１のｎ形コンタクト、第２のｎ形コンタクトおよび第３のｎ形コンタクトに電気的に接続された第２の相互接続と、
第４のｐ形コンタクト、第５のｐ形コンタクトおよび第６のｐ形コンタクトに電気的に接続された第３の相互接続と、
第２の相互接続および第３の相互接続に電気的に接続されて、ｐ形層を貫通して延びる導電性ビアと、
を含む発光体が提供される。
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第１のｐ形領域に電気的に接続された第１のｐ形コンタクトと、
第１のｎ形領域に電気的に接続された第１のｎ形コンタクトと、
第２のｐ形領域に電気的に接続された第２のｐ形コンタクトと、
第２のｎ形領域に電気的に接続された第２のｎ形コンタクトと、
第３のｐ形領域に電気的に接続された第３のｐ形コンタクトと、
第３のｎ形領域に電気的に接続された第３のｎ形コンタクトと、
第４のｐ形領域に電気的に接続された第４のｐ形コンタクトと、
第４のｎ形領域に電気的に接続された第４のｎ形コンタクトと、
第５のｐ形領域に電気的に接続された第５のｐ形コンタクトと、
第５のｎ形領域に電気的に接続された第５のｎ形コンタクトと、
第６のｐ形領域に電気的に接続された第６のｐ形コンタクトと、
第６のｎ形領域に電気的に接続された第６のｎ形コンタクトと、
第１のｐ形コンタクト、第２のｐ形コンタクトおよび第３のｐ形コンタクトに電気的に接続された第１の相互接続と、
第１のｎ形コンタクト、第２のｎ形コンタクトおよび第３のｎ形コンタクトに電気的に接続された第２の相互接続と、
第４のｐ形コンタクト、第５のｐ形コンタクトおよび第６のｐ形コンタクトに電気的に接続された第３の相互接続と、
第２の相互接続および第３の相互接続に電気的に接続されて、ｐ形層を貫通して延びる導電性ビアと、
を含む発光体が提供される。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、発光体は、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、発光体は、更に発光デバイスの少なくとも１つと直列になった導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む。
本発明の主題の更に別の態様では、発光体は、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
基板と、
を含み、
第１の固体発光デバイスは、第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含み、
第２の固体発光デバイスは、第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含み、
第３の固体発光デバイスは、第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含み、
第４の固体発光デバイスは、第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含み、
第５の固体発光デバイスは、第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含み、
第６の固体発光デバイスは、第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含み、
第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域であり、
第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域であり、
第１の固体発光デバイス、第２の固体発光デバイス、第３の固体発光デバイス、第４の固体発光デバイス、第５の固体発光デバイスおよび第６の固体発光デバイスは基板上にあり、
第１の固体発光デバイスのアノード端は、第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第１の固体発光デバイスのカソード端は、第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第１の固体発光デバイスのカソード端は、第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第４の固体発光デバイスのアノード端は、第５の固体発光デバイスのアノード端および第６の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第４の固体発光デバイスのカソード端は、第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されている。
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
基板と、
を含み、
第１の固体発光デバイスは、第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含み、
第２の固体発光デバイスは、第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含み、
第３の固体発光デバイスは、第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含み、
第４の固体発光デバイスは、第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含み、
第５の固体発光デバイスは、第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含み、
第６の固体発光デバイスは、第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含み、
第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域であり、
第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域であり、
第１の固体発光デバイス、第２の固体発光デバイス、第３の固体発光デバイス、第４の固体発光デバイス、第５の固体発光デバイスおよび第６の固体発光デバイスは基板上にあり、
第１の固体発光デバイスのアノード端は、第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第１の固体発光デバイスのカソード端は、第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第１の固体発光デバイスのカソード端は、第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第４の固体発光デバイスのアノード端は、第５の固体発光デバイスのアノード端および第６の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第４の固体発光デバイスのカソード端は、第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されている。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、発光体は、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、発光体は、更に発光デバイスの少なくとも１つと直列になった導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む。
本発明の主題の更に別の態様では、
少なくとも固体発光デバイスの第１のアレイおよび固体発光デバイスの第２のアレイであって、固体発光デバイスの第１のアレイは、少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスを含んでおり、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
逆並列の関係に電気的に配置された第１のアレイおよび第２のアレイと、
を含む発光体が提供される。
少なくとも固体発光デバイスの第１のアレイおよび固体発光デバイスの第２のアレイであって、固体発光デバイスの第１のアレイは、少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスを含んでおり、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
逆並列の関係に電気的に配置された第１のアレイおよび第２のアレイと、
を含む発光体が提供される。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、第２のアレイは、少なくとも第７、第８、第９、第１０、第１１および第１２の固体発光デバイスを含み、
第７の固体発光デバイスは、第７のｎ形領域および第７のｐ形領域を含み、
第８の固体発光デバイスは、第８のｎ形領域および第８のｐ形領域を含み、
第９の固体発光デバイスは、第９のｎ形領域および第９のｐ形領域を含み、
第１０の固体発光デバイスは、第１０のｎ形領域および第１０のｐ形領域を含み、
第１１の固体発光デバイスは、第１１のｎ形領域および第１１のｐ形領域を含み、
第１２の固体発光デバイスは、第１２のｎ形領域および第１２のｐ形領域を含み、
第７のｎ形領域、第８のｎ形領域、第９のｎ形領域、第１０のｎ形領域、第１１のｎ形領域および第１２のｎ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域であり、
第７のｐ形領域、第８のｐ形領域、第９のｐ形領域、第１０のｐ形領域、第１１のｐ形領域および第１２のｐ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域であり、
第７の固体発光デバイスのカソード端は、第８の固体発光デバイスのカソード端および第９の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第１０の固体発光デバイスのカソード端は、第１１の固体発光デバイスのカソード端および第１２の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第７の固体発光デバイスのカソード端は、第１０の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第７の固体発光デバイスのアノード端は、第８の固体発光デバイスのアノード端および第９の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されている。
第７の固体発光デバイスは、第７のｎ形領域および第７のｐ形領域を含み、
第８の固体発光デバイスは、第８のｎ形領域および第８のｐ形領域を含み、
第９の固体発光デバイスは、第９のｎ形領域および第９のｐ形領域を含み、
第１０の固体発光デバイスは、第１０のｎ形領域および第１０のｐ形領域を含み、
第１１の固体発光デバイスは、第１１のｎ形領域および第１１のｐ形領域を含み、
第１２の固体発光デバイスは、第１２のｎ形領域および第１２のｐ形領域を含み、
第７のｎ形領域、第８のｎ形領域、第９のｎ形領域、第１０のｎ形領域、第１１のｎ形領域および第１２のｎ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域であり、
第７のｐ形領域、第８のｐ形領域、第９のｐ形領域、第１０のｐ形領域、第１１のｐ形領域および第１２のｐ形領域は、それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域であり、
第７の固体発光デバイスのカソード端は、第８の固体発光デバイスのカソード端および第９の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第１０の固体発光デバイスのカソード端は、第１１の固体発光デバイスのカソード端および第１２の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第７の固体発光デバイスのカソード端は、第１０の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第７の固体発光デバイスのアノード端は、第８の固体発光デバイスのアノード端および第９の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されている。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、少なくとも第１のアレイの固体発光デバイスおよび第２のアレイの固体発光デバイスは、共通基板を有する。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、少なくとも第１のｎ型領域、第２のｎ型領域、第３のｎ型領域、第４のｎ型領域、第５のｎ型領域、第６のｎ型領域および第２のアレイの固体発光デバイスのｎ形領域は、すべて同じ統合されたｎ形要素の一部である。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、少なくとも第１のｐ型領域、第２のｐ型領域、第３のｐ型領域、第４のｐ型領域、第５のｐ型領域、第６のｐ型領域および第２のアレイの固体発光デバイスのｐ形領域は、すべて同じ統合されたｐ形要素の一部である。
本発明の主題の別の態様では、発光体のための回路であって、
整流ブリッジと、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
を含む回路が提供される。
整流ブリッジと、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれが単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれが単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
を含む回路が提供される。
本発明の主題のこの態様によるいくつかの実施の形態では、整流ブリッジは少なくとも１つの固体発光デバイスを含む。
発光体を作製する方法も提供される。そのような方法は、基板上に複数の発光デバイスを形成する工程および発光デバイスを電気的に接続して発光デバイスのアレイを提供する工程を含み、ここでは上で述べたように、アレイ中の１つのサブセット（又は行）の発光デバイスは並列に接続されており、またアレイ中のサブセットは直列に接続されている。アレイ中のサブセットはそれぞれ少なくとも３つの発光デバイスを含み、アレイ中の行の数は少なくとも１８ボルトという発光体の順方向電圧を与える。
いくつかの実施の形態は、基板上に複数の発光デバイスを形成する工程、発光デバイス層の領域に個別発光デバイスを定義する工程、および基板上の個別発光デバイスを電気的に接続して直列接続された発光デバイスのサブセットを提供する工程を含む発光デバイス作製方法を提供する。各サブセットは、電気的に並列接続された少なくとも３つの発光デバイスを含む。
いくつかの実施の形態で、個別発光デバイスを画定する工程は、発光デバイスの周囲付近にイオンを注入して、個別発光デバイスの周囲を定義する１又は複数の絶縁性又は半絶縁性の領域を提供する工程を含む。
いくつかの実施の形態で、各発光デバイスは、その上にそれぞれ対応する発光デバイスの第１のコンタクト層の上に第１のオーミック・コンタクトが設けられる第１の表面と、第２の埋め込まれたコンタクト層とを有する横型発光デバイスを含む。そのような実施の形態で、個別発光デバイスを電気的に接続する工程は、（ａ）各発光デバイスについて、第１の表面から発光デバイスの絶縁性又は半絶縁性領域を貫通して延び、埋め込まれたコンタクト層に電気的に接続する導電性領域を形成する工程、（ｂ）各発光層について、導電性領域の上にオーミック・コンタクトを形成し、埋め込まれたコンタクト層に電気的に接続する第２のオーミック・コンタクトを提供する工程、および（ｃ）それぞれ対応する第１の表面上に電気的相互接続パターンを形成し、第１のオーミック・コンタクトおよび第２のオーミック・コンタクトを選択的に相互接続して、直列に接続された発光デバイスのサブセットを提供する工程を含む。
更に導電性領域を形成する工程は、埋め込まれたコンタクト層と同じ電導形の半導体材料の高濃度にドープされた領域を形成することによって提供される。あるいは、導電性領域を形成する工程は、各発光デバイスについて、第１の表面から埋め込まれたコンタクト層まで延びる導電性ビアを形成することによって提供される。
いくつかの実施の形態で、各発光デバイスは、発光デバイスの対向する面にそれぞれ対応するオーミック・コンタクトを有する縦型発光ダイオードを含む。そのようなケースで、個別発光デバイスを電気的に接続する工程は、（ａ）発光デバイスの対向する面に、電気的に絶縁性又は半絶縁性の領域上まで延びる相互接続パターンを形成し、発光デバイスのそれぞれ対応するオーミック・コンタクトを発光デバイスのサブセットに電気的に接続する工程、および（ｂ）電気的に絶縁性又は半絶縁性の領域を貫通する導電性ビアを形成し、それぞれ対応する相互接続パターンを選択的に電気的に接続することによって発光デバイスのサブセットを直列に接続する工程によって提供される。
いくつかの実施の形態で、光取り出し構造が基板中に形成される。
いくつかの実施の形態で、個別発光デバイスを画定する工程は、発光デバイスの周囲付近に個別発光デバイスの周囲を画定する１又は複数のトレンチを形成する工程を含む。そのような実施の形態で、発光デバイスが第１のオーミック・コンタクトを含み、トレンチが発光デバイスのコンタクト層まで延びる場合、方法は、更にコンタクト層の上に第２のオーミック・コンタクトを形成する工程、トレンチを絶縁体材料で充填する工程、および絶縁体材料を貫通してオーミック・コンタクトに接触する導電性ビアを形成する工程を含む。個別発光デバイスを電気的に接続する工程は、発光デバイスの第１のサブセットの第１のコンタクトを、発光デバイスの第２のサブセットの第２のコンタクトに関連する導電性ビアに電気的に接続する相互接続パターンを形成する工程を含む。
本発明の主題のいくつかの実施の形態で、方法は更に発光デバイスの少なくとも１つを試験する工程を含む。
本発明の主題のいくつかの実施の形態で、方法は更に発光デバイスの少なくとも１つを試験する工程、および発光デバイスの１つを発光デバイスから電気的に切り離す工程を含む。
本発明の主題のいくつかの実施の形態で、発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程は、発光デバイスの１つのアノード・コンタクト又はカソード・コンタクトをエッチすることによって実行される。そのような実施の形態のいくつかでは、発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程は、発光デバイスの１つのアノード・コンタクト又はカソード・コンタクトの上に絶縁材料を供給することによって実行される。
本発明の主題は、発光体の駆動（すなわちそれに対する電気供給）が発光体に含まれる２つ以上の発光デバイスを駆動する発光体を提供する。すなわち、発光体は（ディスプレイ等におけるように）個別にアドレッシング可能な発光デバイスのアレイではない。
（発明の詳細な説明）
ここで本発明の主題について、これ以降、本発明の主題の実施の形態が示されている添付図面を参照しながらより完全に説明する。ただし、本発明の主題はここに提示された実施の形態だけに限定されるべきでない。むしろ、これらの実施の形態は、この開示が完全な完結したものとなるように、また当業者に対して発明の主題の範囲を十分伝えるものとなるように提供されるものである。全体を通して、同様な参照番号は同様な要素を指す。ここに使用される用語「および／又は」は、１又は複数の関連する列挙項目の任意およびすべての組合せを含む。
ここで本発明の主題について、これ以降、本発明の主題の実施の形態が示されている添付図面を参照しながらより完全に説明する。ただし、本発明の主題はここに提示された実施の形態だけに限定されるべきでない。むしろ、これらの実施の形態は、この開示が完全な完結したものとなるように、また当業者に対して発明の主題の範囲を十分伝えるものとなるように提供されるものである。全体を通して、同様な参照番号は同様な要素を指す。ここに使用される用語「および／又は」は、１又は複数の関連する列挙項目の任意およびすべての組合せを含む。
ここに使用される用語は、特別な実施の形態を説明するためだけのものであって、発明の主題を限定する意図はない。ここに使用される単数形「ある」（ａ，ａｎ）および「その」（ｔｈｅ）は、文脈のなかで明瞭に指示されない限り複数も同様に含むことを意図している。更に理解されるように、用語「含む」および／又は「含んでいる」は、この明細書で使用される場合、記述された構造、整数、工程、操作、要素および／又は部品の存在を指定するが、１又は複数のその他の構造、整数、工程、操作、要素、部品および／又はそれらのグループの存在又は追加を除外しない。
上で述べたように、本発明の主題の各種態様は電子部品（変圧器、スイッチ、ダイオード、キャパシタ、トランジスタほか）の各種組合せを含む。当業者は、多様なそのような部品に詳しく、入手でき、またそのような部品の任意のものを、本発明の主題に従ってデバイスを作製するときに使用することができる。更に当業者は、負荷の要求および回路中の他の部品の選択に基づいて、各種の選択肢から適切な部品を選ぶことができる。
ここで、１つのデバイス中の２つの部品が「電気的に接続される」という表現は、挿入によってデバイスがもたらす機能（単数又は複数）に物質的に影響を与える部品が、それらの部品間に電気的な意味で存在しないことを意味する。例えば、２つの部品の間に、デバイスによってもたらされる機能（単数又は複数）に実質的に影響を与えない小さい抵抗（実際、２つの部品をつなぐワイヤは小さい抵抗と考えることができる）があっても、それらは、電気的に接続されているとすることができる。同様に、２つの部品の間に、付加的な部品を含まない点を除いて同一であるデバイスによって提供される機能（単数又は複数）に実質的に影響を与えることなく、デバイスが付加的な機能を実行できるようにするための付加的な電気部品を有している場合も、それらは電気的に接続されているとすることができる。同様に、互いに直接的に接続された２つの部品、あるいは回路基板又は別の媒体上のワイヤ、又は配線パターンの対向する端に直接接続された２つの部品も電気的に接続されていることになる。
ここで、各種の要素、部品、領域、層、セクションおよび／又はパラメータについて述べるために、「第１の」、「第２の」等々の用語が使用されているが、これらの要素、部品、領域、層、セクションおよび／又はパラメータはこれらの用語によって限定されるべきでない。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層又はセクションを別の領域、層又はセクションから区別するためだけに使用されている。すなわち、以下で述べる第１の要素、部品、領域、層又はセクションは、本発明の主題の教示から外れることなく、第２の要素、部品、領域、層又はセクションと表現してもよい。
ここで、本発明の主題の理想化された実施の形態の模式的な表示である断面図（および／又は平面図）を参照しながら、本発明の主題による実施の形態について説明する。従って、例えば製造技術および／又は許容誤差の結果として、図示の形状からの変形も予測される。このように、本発明の主題の実施の形態は、ここに図示された領域の特別な形状に限定されると理解されるべきでなく、例えば、製造の結果としての形状のばらつきを含むものと理解されるべきである。例えば、矩形として説明又は図示されるイオン注入領域は、典型的には丸みを帯び、あるいは曲線形状を有するものであってもよい。すなわち、図面に示された領域は本質的に模式図であり、それらの形状はデバイスの領域の精確な形状を示す意図のものでなく、本発明の主題の範囲を限定する意図もない。
別に定義されていない限り、ここに使用されるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、本発明の主題が属する分野の当業者によって一般に理解されているものと同じ意味を持つ。更に、一般に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術および本開示の文脈でのそれらの意味と一致する意味を有するものと理解されるべきであり、ここにそのように定義されない限り、理想化された、あるいは過度に形式的な意味で解釈されるべきでないことが理解されよう。更に当業者であれば、別の構造に「隣接して」設置された構造を引用した場合には、隣接構造に重なっても、あるいは下側にある部分を有してもよいことを理解されよう。
本発明の主題によれば、システムとしての利点が得られる高電圧、低電流のデバイスが提供される。ここでの議論はしばしばＬＥＤに言及するが、本発明の主題は、すべてのタイプの発光デバイス、例えば多様なものが当業者によく知られている固体発光デバイスにも適用可能である。そのような固体発光デバイスには無機および有機の発光体が含まれる。そのような発光デバイスのタイプの例には、多様な発光ダイオード（無機又は有機で、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を含む）、レーザ・ダイオード、薄膜エレクトロルミネッセント・デバイス、発光ポリマー（ＬＥＰ）など、それぞれが当業者に良く知られた多様なものが含まれる。
本発明の主題によれば、単一のＰ／Ｎ接合を使用する代わりに、デバイスは複数の領域に作りこまれ、それによって各々の分離された領域が直列に接続されることによって、デバイス中に高電圧動作およびフォールト・トレランスを提供する望ましい構成が得られる。このようなやり方で、システム全体で最良の性能を保ちつつ大面積（単一部品）を使用して、より少ないチップを配置（又はパッケージング）する利点が得られる。
図１は、相互接続された複数の領域１２を有する代表的な発光体１０を示す。図１の発光体１０は比較的狭い面積を有する高電圧発光体を提供する。しかし、そのような発光体の製造可能性は、それぞれの領域の構造および発光体のそれぞれの領域がどのように電気的に接続されるかに依存する。例えば、領域が図２に示されたように直列に接続された個別的発光ダイオードである場合には、一列中で回路が開放することによる単一の発光ダイオードの故障が一列全体のロスにつながることから、そのような発光体は製造が困難である。単一の列のデバイスであれば、これはデバイスからの光出力の完全なロスにつながり、あるいは複数の一列のデバイスの場合は、１つの列全体が失われることになる。発光デバイスが共通基板の上にあって、個別デバイスを修復又は置換することが困難であるため、１つのデバイスの故障がパーツ全体を除外する結果につながる。それゆえ、このような発光体を作製する総合的な歩留りは、その発光体を作り上げる個別デバイスの歩留りよりもウエハの単位面積当たりで低い。
デバイスの直列の一列に関連する問題を克服するために、本発明の主題による「高電圧」発光体は、一連の並列接続されたサブセットの形に構成される（すなわち、発光デバイスは複数の直列に接続されたサブセットとして電気的に接続され、各サブセットは少なくとも３つの並列接続された発光デバイスを含む）。そのような配置（すなわち一連の並列接続されたサブセット）が図３に示されている。相互接続された領域１２は並列接続された発光デバイスを含む。これらの発光デバイスを並列に接続したサブセットが次に直列に接続される。並列接続のサブセットは、故障（開放又は短絡）が発生した場合に冗長性を提供する。開放が発生した場合は、構造全体について１つのデバイス又はピクセルが失われるだけである。もし短絡が発生すると、その特定の並列サブセット中のすべてのデバイス（図３に示された発光体には、３つ示されている）が失われる。これらの故障は、ｔ＝０（製造および試験時に）で発生するか、あるいは現地で（使用中に）発生する。このような構成（すなわち、並列接続されたサブセットを直列接続したもの）はウエハ歩留りの増加（歩留りの高いウエハ）を可能にし、このことは非常に重要な結果である。
図３は直列につながれた１６のデバイス・サブセットを示しているが、直列に違う数のデバイスを設けることもできる。サブセットの数は、使用される発光デバイスの順方向電圧降下および望ましい動作電圧に基づいて選ぶことができる。例えば、４０又はそれ以上のサブセットを直列につなぐことができる。３．２ボルトの順方向電圧を有するデバイスをそれだけ直列に接続すると、１２８Ｖになる。同様に、３００ボルト又はそれ以上の動作電圧を持つ発光体を提供するように、１００又はそれ以上のサブセットを接続することもできる。例えば、３２５ボルト又はそれ以上、更に３９５ボルト又はそれ以上の動作電圧を提供するようにサブセットを直列接続することもできる。そのような発光体は、例えば、以下で述べるように、２３０ＶＡＣ又は２７７ＶＡＣのライン電圧からのブースト電源で動作させることができる。
本発明の主題による発光体は、「絶縁性基板」、例えば標準のサファイヤ上のＩｎＧａＮ上に製造できる。導電性ＳｉＣ上の従来のパワー・チップに対しては、絶縁性又は半絶縁性のＳｉＣを使用するか、あるいは絶縁性の「バッファ層」を使用でき、それによって活性層（および後続のデバイス）を互いに分離することができる。
あるいは、新しいチップ・プラットフォーム（例えば、Ｃｒｅｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社からのＥＺ（Ｒ）チップ、あるいは、Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ有限責任会社からの「ｔｈｉｎＧａＮ」）は、基板なしのチップ／ダイス・アセンブリへと移行しつつある。これによれば、能動デバイスを非常に薄い構成とすることができる。そのようなデバイスでは厚さが減少するため輝度が増大する。そのようなケースで、「ｔｈｉｎＬＥＤ」構造はデバイス（ＧａＮ）側から光を外へ導くミラー層を備えた支持基板上に搭載される。それにも拘わらず同じ「高電圧」構成がシステム全体の効率を押し上げる。
図１および３は、デバイスを６０ボルトより低く保つようにした構成を示す（Ｕｎｄｅｒ ｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ規格で、クラス１対クラス２のカットオフ）。しかし任意の構成（電圧）を設計することができる。図１は、直列に配置された１６個（４×４）の領域を有する１ｍｍ×１ｍｍチップの概念図である。図３は直列に接続された１６個の領域を有するダイの回路図で、各領域は並列に接続された３つのサブ領域を含む。すなわち、各領域は並列に接続された発光デバイスの１つのサブセットを含む。
図１は１ｍｍ×１ｍｍのチップを示しているが、その他のチップ・サイズ、より大きいチップ・サイズも可能である。例えば、３ｍｍ×３ｍｍ又はそれよりも大きいチップを設けることもできる。更に、本発明の主題は異なるサイズの個別発光デバイスに対しても適用できる。冗長性を持たせることによって、チップ／ダイのサイズに関する制限は、もはやウエハ・レベルで「歩留りへの打撃（ｙｉｅｌｄ ｈｉｔ）」とならない。１つのピクセル又はセグメントが動作しないなどの理由から、（材料又は製造上の問題から、数個のピクセルが故障している）大面積、高電圧のチップが除外される必要がなくなる。
本発明の主題の特定の実施の形態で、共通の半導体基板から機械的に接続された複数の発光デバイスは、高電圧のモノリシックな大面積発光体を提供するように電気的に接続される。特別な実施の形態で、発光デバイスは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光体構造は、発光デバイスの少なくとも３つの列の次元を有するアレイとして電気的に接続された複数の発光デバイスを含む（すなわち、各サブセットは、少なくとも３つの並列接続された発光デバイスを含む）。アレイの電気的相互接続は、１つの行中の発光デバイスのアノードを一緒に電気的に接続させるようにし、また１つの行中のカソードを隣接行の発光デバイスのアノードに電気的に接続させるようにする。「列」の数は、１つの行中にある、すなわちそれらのアノードが電気的に一緒に接続されている発光デバイスの数を指す。アレイ中の発光デバイスを電気的に接続することによって、アレイの任意の行中の１又は複数のデバイスの故障は、行中の他のデバイスによって補償される。同様に、アレイ中のデバイスを電気的に接続することによって、１つの列中の１又は複数のデバイスの故障もまたアレイ中の他のデバイスによって補償される。大面積のマルチ発光デバイス発光体を、光を発生するためのシステム全体における抵抗性損失を減らすように高電圧デバイスとするために、少なくとも２つの行が含まれる。
本発明の主題の実施の形態は、任意の適当な発光デバイス構造で利用される。ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光デバイス構造を参照しながら例示的な実施の形態について説明するが、任意の他の適当な発光デバイス構造を採用することができる。例えば、ＺｎＯ、ＺｎＴｅ又は任意のその他のＩＩＩ族−Ｖ族および／又はＩＩ族−ＶＩ族の組合せ、アルミニウム、インジウム、ガリウムおよびリンの任意の２元、３元又は４元の組合せ、アルミニウム、インジウム、ガリウムおよび窒素の任意の２元、３元又は４元の組合せ、アルミニウム、インジウム、ガリウムおよび砒素の任意の２元、３元又は４元の組合せ、あるいは同様なものを必要に応じて使用できる。このように、共通の基板であって、その上に複数の発光デバイスが形成又は転移され、ここで述べるように相互接続される共通基板を提供する任意の発光デバイス構造であれば、本発明の主題の実施の形態で使用するのに適している。
特別な実施の形態で、高電圧発光体を作り上げる複数の発光デバイスは、その上に発光デバイスが形成されるウエハの連続した領域から得られる。ここで使用された「発光デバイスがウエハの連続した領域から得られる」という表現は、複数の層（例えば、少なくともｎ形層およびｐ形層）がウエハ上に形成され、複数の分離した発光デバイス（好ましくは、互いに非常に接近して配置された）を画定するようにウエハが処理（例えば、１又は複数のトレンチおよび／又は絶縁領域を形成するように）され、更に各々が連続した領域から得られる発光デバイスを含むように少なくとも２つの発光デバイス（典型的には非常に多数の発光デバイス）にウエハが分割される（あるいは、ウエハを分割せずに連続した領域から得られる発光デバイスを含むように）ことを意味する。言い換えると、「連続した領域」は、ダイ全体が単一のウエハの一体化領域から得られることを意味するので、ダイ上で互いに隣接する発光デバイスの層（例えば、ｎ形又はｐ形）の別々の分離した領域はウエハ上で互いに隣接し、ダイ上での互いの間隔は、ウエハ上での間隔と本質的に同じ距離である。ウエハの連続した領域からデバイスを提供することによって、ウエハの異なる部分から、あるいは異なるウエハから得られる発光デバイスを有する発光体と比べて、個々のデバイスの特性変動は低減されるかあるいは最小化される。このような変動の低減は、またデバイス特性の予測可能性を増大させ、そのことが歩留りを増加させ、あるいは最終製品の固有な特性の目標達成能力を強化させる。
ここで、図４から図６Ｇを参照しながら本発明の主題の例示的実施の形態について説明する。これらの図面には絶縁性基板又はバッファ層を備えたデバイスが提供されている。図４から６Ｇに示された実施の形態のデバイスは、２つの「上側」コンタクトを有し、電流が基板および／又はバッファ層を通って流れず、その代わり例えば電流分散層又はコンタクト層を通ってコンタクトからコンタクトへ「横に」流れることから、以下では「横型」デバイスと呼ばれる。これと対照的に、図７から９Ｇは、電流が１つのコンタクトから他のコンタクトへ「縦に」流れる「縦型」デバイスを含む本発明の主題の例示的実施の形態を示す。横型デバイスが、典型的にはデバイスの同じ側に２つのコンタクトを有するのに対して、縦型デバイスは典型的にはデバイスの対向する面にコンタクトを有するが、いずれのデバイスも同じ面にコンタクトを有することも、あるいはデバイスの対向する面にコンタクトを有することもできる。
図４は、本発明の主題のいくつかの実施の形態に従う大面積高電圧のモノリシック発光体１００の上面図である。図４に見られるように、発光デバイス１００は共通基板２００上に複数の発光デバイス１１０を含む。発光デバイス１１０は、個別発光デバイス１１０の周囲を画定する分離領域１１２によって画定される。個々の発光デバイス１１０は、それぞれアノード・コンタクト１１６およびカソード・コンタクト１１４を有する。
図４から分かるように、後続の行中の発光デバイス１１０のアノード１１６が、相互接続パターン１１８によって先の行中のデバイス１１０のカソード１１４に接続されている。発光体１００の第１の行中のデバイス１１０のアノード１１６は、モノリシック発光体１００に関するアノード１２０を提供するように一緒に接続される。アレイ中のデバイス１１０の最後の行のカソード・コンタクト１１４も、モノリシック発光体１００に関するカソード・コンタクト１２２を提供するように一緒に接続される。このように、図４の構造は、図３にモノリシック発光体１００として示されたように、電気的に接続された発光デバイス１１０のアレイを提供する。
発光デバイス１１０のウエハ上に１又は複数のモノリシック発光体１００が形成されて、次に個々のモノリシック発光体１００に分離される。このように、分離された発光デバイス１１０はウエハからグループで分離され、いくつかの実施の形態では、ウエハの連続した領域からそれぞれのグループで分離されるため、各々の連続した領域は、複数の個別発光デバイス１１０を含むモノリシック構造１００を提供する。この分離プロセスは、例えばソーイング、罫書きおよび破断によって実行されるか、あるいはウエハ内のダイを分離するための当業者に既知の他の方法によって実行される。
図５Ａは、ラインＶ−Ｖ’に沿ったモノリシック発光体１００の例示的断面図である。図５Ａに見られるように、共通基板２００上に複数の発光デバイスが設けられる。上で述べたように、基板２００は任意の適当な材料又は材料の組合せを含む。例えば、基板はサファイヤ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ又はその他の適当な半導体基板を含む。基板２００の特別な材料の選択は、基板上に形成すべき発光デバイスに依存する。基板および基板上に発光デバイスを形成する方法は当業者に知られている。
更にいくつかの実施の形態で、基板２００は、個別デバイスのための機械的支持を提供するために別の基板にモノリシック発光体１００を搭載したあとで取り除かれるか、あるいは薄くされる。基板２００はまた薄くされ、レーザ・パターニングされ、エッチされるかあるいは化学機械研磨（ＣＭＰ）を施されてもよい。例えば、図５Ａに示されたように、基板を通した光の取り出しを改善するように、基板上に光取り出し構造１９０を設けることもできる。特別な実施の形態では、光取り出し構造１９０は「蛾の目（ｍｏｔｈ ｅｙｅ）」構造に似ている。その他の実施の形態では、その他の光取り出し構造が設けられる。当業者には各種の光取り出し構造が知られている。基板を光取り出しのためにパターニングする方法もまた当業者に知られている。
更に、発光デバイスは、１又は複数の蛍光体又はその他の発光材料を含むことができる。そのような発光材料は、基板２００上を含む任意の望ましい構造の上又は中に設けることができる。例えば、ＹＡＧ蛍光体は基板２００上に塊状に設けられるか、または絶縁途布されてもよい。他の実施の形態で、光取り出しが基板２００を通していない場合には、発光材料は光が取り出される表面に隣接して設けられる。各種発光材料および発光材料の適用に関する方法が当業者に知られている。
図５Ａに更に示されたように、オプションとして基板２００上にバッファ層２０２が設けられる。例えば基板２００が導電性基板である場合、導電性基板を発光デバイスから分離するために、非導電性のバッファ層が設けられる。その代りに、又は付加的に、材料が変化するため、例えば、基板２００をダイの活性領域を構成する材料に対して格子整合させるためにバッファ層２０２が設けられる。例えば、サファイヤ基板と、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＡｌＩｎＧａＮ活性層との間にＡｌＮバッファ層を用いて、これらの層をサファイヤ基板上に直接形成する場合と比べてこれらの活性層の品質を改善してもよい。バッファ層材料として何を選択するかは、基板および活性層の材料に依存し、いろいろな基板／活性層の組合せに対する適当な選択肢は当業者によく知られている。バッファ層および発光デバイスの製造時にバッファ層を使用する方法は当業者に知られており、ここでこれ以上説明する必要はない。
図５Ａに示された各発光デバイス１００は、コンタクト層としても働くｎ形半導体層２０４、１又は複数の量子井戸層２０６およびこれもコンタクト層として働くｐ形半導体層２０８を含む。これらの層は、集合的にデバイスの「活性層」と呼ばれる。活性層に特有な構造、材料および構成は、ｐ形層とｎ形層との間に電流を流したときに、光を発生することのできる任意の構造、材料又は構成でよい。発光デバイスの活性層のための各種の構造、材料および構成は当業者に知られている。活性層のための任意の適当な構造、材料および構成は、それらがここに例示的な構造、材料および構成を参照しながら説明したように、基板２００上の個別デバイスの電気的相互接続を許容する限り、本発明の主題の実施の形態において利用できる。特定の実施の形態で、構造、材料および構成は、ウエハ上の連続した領域内にあるデバイスの電気的相互接続を許容する。
照明装置１００の個別デバイス１１０は分離領域１１２によって画定される。いくつかの実施の形態で、分離領域１１２は、図５Ａに示されるように、活性層を通って延びる絶縁性又は半絶縁性領域を生成するためのイオン注入によって設けられる。その代りに、又は付加的に、デバイス１１０間にトレンチを形成してもよい。トレンチは、オプションとしてＳｉＯｘ又はＳｉＮなどの絶縁体で充填することができ、それによってより平坦な表面を提供することができ、その上に電気的相互接続１１８が設けられる。トレンチと注入の組合せを使用することもできる。例えば、トレンチを形成したあとでトレンチの側面および／又は底面にイオン注入を行って、それらの領域を絶縁性又は半絶縁性とすることができる。
更に図５Ａには、デバイスの上表面から分離領域１１２を通ってｎ形層２０４に延びるｎ＋コンタクト領域２１０が示されている。ｎ＋コンタクト領域２１０は、より平坦なデバイスを提供するためのカソード１１４の形成を可能にする。ｎ＋コンタクト領域２１０は、例えば分離領域を貫通してｎ形層２０４に達するイオン注入によって設けられる。
あるいは、ｎ形層２０４へのコンタクトはビア・ホールを通してなされ、これは後に導電性金属で充填することによって電気的ビア１９２とされる。例えば、分離トレンチを利用することによって従来の２つの上表面コンタクトを有するデバイスを作製し、隣接するデバイスから分離することができる。ｎ形層２０４上にカソード・コンタクトを設けることができる。次にトレンチを絶縁体で充填し、絶縁体を通ってカソード・コンタクト２０４までのコンタクト・ホールが形成される。コンタクト・ホールは金属又はその他の導体で充填され、電気的相互接続１１８と接触する電気的ビア１９２が設けられる。このような構造が図５Ｂに示されている。あるいは、上で述べたように、イオン注入された分離領域を通ってビアを形成することができる。ビアを形成し、それらを金属やその他の導体で充填する方法については、当業者に知られている。
図５Ａ又は図５Ｂのいずれかに関して、ｎ形コンタクト１１４は各デバイスのカソード・コンタクトを提供し、ｐ形コンタクト１１６は各デバイスのアノード・コンタクトを提供する。ｎ形コンタクト１１４およびｐ形コンタクト１１６の構成および組成としてどういうものを選ぶかの選択は、照明装置の材料系に基づいて行われる。いろいろな材料系の中にｎ形およびｐ形のオーミック・コンタクトを作製する方法は当業者によく知られている。本発明の主題の実施の形態は、ウエハ上の他のダイのオーミック・コンタクトに電気的に相互接続できる任意のタイプのオーミック・コンタクトで利用できる。
図５Ａおよび５Ｂは、デバイスの露出部分上および／又はデバイス間に設けられるオプションの絶縁層２１２も示している。絶縁層２１２はデバイスのための保護および／又はパッシベーション層として働く。このような層は、相互接続の作製の結果であるか、あるいはデバイスの残りの部分を作製したあとで別の層として提供される。更に複数の層を提供することもできる。例えば、酸化物−窒化物−酸化物（ＯＮＯ）又は窒化物−酸化物（ＮＯ）構造が使用される。
図６Ａから６Ｇは、本発明の主題のいくつかの実施の形態による照明装置１００を提供するための例示的な一連の処理工程を示す。図６Ａに見られるように、その上にｎ形活性層３０４、量子井戸層３０６およびｐ形活性層３０８が形成されたウエハ上に、マスク３１０が堆積およびパターニングされる。上で述べたように、本発明の主題に従って、活性層に関して任意の特有の構成および作製を採用することができ、活性層を形成するために任意の適当な方法および材料を利用することができる。パターニングされたマスク３１０は、個別デバイス間の分離領域に対応する窓が開けられている。マスク材料およびマスクをパターニングする方法は当業者によく知られており、ここで詳細に説明する必要はない。マスク３１０をパターニングしたあとで、活性層３０４、３０６および３０８中にイオン３１２が注入されて、マスク３１０中の窓の下の領域を、例えば下層の半導体層の結晶格子を損傷することによって、絶縁性又は半絶縁性に変換することによって分離領域３１４が形成される。適当なイオンおよび注入エネルギーは、材料系、下層デバイスの活性層の構造およびこれらの層の寸法に依存する。適切なイオンおよび注入エネルギーの決定は、本開示に照らして当該分野の通常の知見に含まれる。
図６Ｂは絶縁領域の形成を示しており、これを通してｎ形層２０４へのコンタクト領域が提供される。第２のマスク層が形成されるか、あるいはマスク層３１０を更にパターニングすることによって、それを通してｎ形層２０４へのコンタクト領域を形成するための活性層３０６および３０８の領域を露出する窓を有する第２のマスク層３１６が提供される。次にマスク層３１６を用いてイオン注入が実行されて、活性層３０６および３０８中にイオン３１２が注入され、マスク層３１６中の窓の下の領域が絶縁性又は半絶縁性にされる。
図６Ｃは、デバイス１１０の本質的に平坦なコンタクトを提供するための、ｎ形層２０４へのコンタクト領域を形成する１つの方法を示す。図６Ｃでマスク層３１６は取り去られており、第３のマスク層３１８が形成およびパターニングされ、コンタクト領域２１０に対応する窓が提供される。マスク層３１８を用いてイオン注入が実行され、活性層３０６および３０８の露出領域にイオン３２０が注入されｎ形層２０４に達し、そこまで、かつ／又はその中まで延びるｎ＋コンタクト領域が提供される。いくつかの材料系では、注入されたイオンを活性化するために注入領域のアニールが実行される。そのようなアニールは、別の工程として実行されるか、あるいは、例えばｐ形領域へのオーミック・コンタクトを形成するためにアニールが実行される場合には、別のアニール工程の一部として実行される。
ここで、ｎ形又はｐ形半導体材料に関して使用される「＋」又は「−」という表現は、そのような領域のドーピング・レベルの相対的な表示である。すなわち、例えば、ｎ＋コンタクト領域２１０はｎ形層２０４よりも高濃度にドープされている。
図６Ｄは、ｎ形コンタクト領域２１０へのオーミック・コンタクト１１４の形成を示す。第４のマスクが形成されるか、あるいは第３のマスク層３１８を更にパターニングすることによって、ｎ＋コンタクト領域２１０を露出する窓を有する第４のパターニングされたマスク層３２０が提供される。コンタクト材料およびいくつかの実施の形態ではコンタクト金属の全面堆積が実行されて、コンタクト層３２２が提供される。第４のパターニングされたマスク層３２０の上に形成されたコンタクト層３２２の部分は、例えば、ＣＭＰ、リフト・オフ又はその他の当業者に既知の方法によって取り除かれて、ｎ＋コンタクト領域２１０へのオーミック・コンタクト１１４が設けられる。
図６Ｅは、ｐ形領域３０８へのオーミック・コンタクト１１６の形成を示す。例えば、全面堆積およびパターニングによって第５のマスク層が形成およびパターニングされて、ｐ形層３０８を露出する窓を有する第５のパターニングされたマスク層３２４が提供される。コンタクト材料およびいくつかの実施の形態では、コンタクト金属の全面堆積が実行されて、コンタクト層３２６が提供される。第５のパターニングされたマスク層３２４の上に形成されたコンタクト層３２６の部分は、例えば、ＣＭＰ、リフト・オフ又はその他の当業者に既知の方法によって取り除かれ、ｐ＋形層３０８へのオーミック・コンタクト１１６が設けられる。
図６Ｆは相互接続１１８の形成を示す。第６のマスク層が形成されるか、あるいは第５のマスク層３３４が更にパターニングされて、相互接続１１８の場所に対応する窓を有する第６のパターニングされたマスク層３２８が設けられる。第６のパターニングされたマスク層３２８中の窓は、オーミック・コンタクト１１４および１１６を露出するように広がって、ここで述べるように、個別デバイス１１０を選択的に電気的に接続する。相互接続材料およびいくつかの実施の形態では、相互接続金属の全面堆積が実行され、相互接続層３３０が設けられる。第４のパターニングされたマスク層３２２の窓に形成されない相互接続層３３０の部分は、例えばＣＭＰ又はその他の当業者に既知の方法によって取り除かれ、オーミック・コンタクト１１４および１１６を選択的に電気的に接続する相互接続構造１１８が提供され、図６Ｇに示された構造が得られる。
図７Ａから７Ｆは、上で述べたｎ＋領域２１０ではなく、カソード・コンタクトへのビアおよびトレンチ分離を使用して発光体１００を作製する処理工程を示す。
図７Ａに戻って、発光デバイスの活性層は、個別デバイスの周囲を画定するトレンチ３４８を形成することによって分離される。カソード・コンタクト１１４が、量子井戸２０６およびｐ形層２０８を含むメサ構造の周囲においてｎ形層２０４上に形成される。図７Ａに示された構造の形成は、発光デバイスを作製する従来のプロセスの一部として実行される。
図７Ｂは、トレンチ３４８を充填するための１又は複数の絶縁材料３５０の全面堆積を示す。このような絶縁材料は、発光デバイス１１０の材料系と整合する任意の適当な絶縁体でよい。いくつかの実施の形態で、絶縁体はＯＮＯ又はＮＯ構造のように複数層である。全面堆積された絶縁体３５０は、ｐ形層２０８を露出させるように平坦化されて分離領域１１２を提供する。この平坦化は、例えば図７Ｂに示された構造のＣＭＰによって実行される。
図７Ｃは、ｐ形層２０８上のオーミック・コンタクトの場所に対応する窓を有するパターニングされたマスク３５２の形成を示す。マスク３５２上および開口部の中に、ｐ形層２０８に接触するようにオーミック・コンタクト材料３５４が全面堆積される。コンタクト材料３５４は平坦化されてマスク３５２が露出され、それによってｐ形層２０８上にオーミック・コンタクト１１６が設けられる。いくつかの材料系では、結果の構造のアニールが実行されてオーミック・コンタクト１１６の品質改善がなされる。
図７Ｄは、ｎ形層２０４へのオーミック・コンタクト１１４の場所に対応する窓を有する第２のパターニングされたマスク３５６の形成を示す。例えば、マスク３５６をエッチング・マスクとして用い、オーミック・コンタクト１１４を露出させるようにビア開口が形成される。オーミック・コンタクト１１４へのビアを開けるために、その他の代替的方法を使用することもできる。例えば、ビアのアスペクト比に依存して、オーミック・コンタクト１１４へのビアを開けるためにリフト・オフ技術を使用することもできる。
図７Ｅに見られるように、ビアの形成後にマスク３５６を再度パターニングして相互接続構造に対応する窓を提供することによって、第３のパターニングされたマスク３６０が得られる。あるいは、マスク３５６を取り除いて新しいマスクを形成およびパターニングすることで第３のパターニングされたマスク３６０が得られる。導電性金属などの相互接続の導電性材料が、第３のパターニングされたマスク３６０の上、および第３のパターニングされたマスク３６０中の窓によって露出された領域に全面堆積される。導電性材料３６２は、ビア中に広がってオーミック・コンタクト１１４に接触する。導電性材料３６２は平坦化され、少なくとも第３のパターニングされたマスク３６０を露出させ、いくつかの実施の形態ではオーミック・コンタクト１１６を露出させ、その結果として図７Ｆに示された構造が得られる。
図７Ｅで、導電性材料３６２の全面堆積はオーミック・コンタクト１１４へのビアを充填する。しかし、ビアのアスペクト比に依存して、ビアを導電性材料で充填するために別の１又は複数の工程が必要となる。ビアを導電性材料で充填するそのような方法は当業者に知られている。そのようなケースで、導電性材料３６２の全面堆積は充填されたビアに接触し、それによってオーミック・コンタクト１１４への電気的接続が提供される。
図８Ａから８Ｄは、個別デバイスの切り離し前であって、その定義のあとに発光デバイスのウエハを用いて発光体１００を作製する処理工程を示す。図８Ａに見られるように、個別デバイス間のトレンチ分離領域は絶縁材料３７０で充填される。絶縁材料が、デバイス間のトレンチを充填する１又は複数の層として全面堆積され、次にオーミック・コンタクト１１６を露出するように平坦化される。適当な絶縁体は、平坦化の方法を有するとして上で説明した。
図８Ｂは、オーミック・コンタクト１１４へのビアの場所に対応する窓を有するパターニングされたマスク３７２の形成を示す。図８Ｃは、ビアの形成とビアを導電性材料３７６で充填する工程を示す。ビアの外側の導電性材料３７６は、オーミック・コンタクト１１６を露出させるように除去されて、導電性ビア３７８が得られ、またその上にデバイス間の電気的相互接続を形成するための本質的に平坦な表面が得られる。図８Ｄは、ここで説明する発光体１００を提供するために、デバイスを電気的に接続する電気的相互接続３８０の形成およびパターニングを示す。このように、図８Ａから８Ｄに示されたプロセスを用いて、発光デバイスの従来のウエハから発光体１００が作製される。
図９は、共通基板４００によって機械的に接続された複数の縦型発光デバイス４１０を含むモノリシック高電圧発光体１４００の上面図である。図９に示された発光体１４００で、発光デバイス４１０は縦型発光ダイオードであり、それぞれデバイスの片面にアノード・コンタクト４１６を、またデバイスの反対側の面にカソード・コンタクト４１４を有する。分離領域４１２は個別デバイス４１０の周囲を画定する。上側の電気的相互接続４１８と下側の電気的相互接続４２０とは互いにビア４２２を通して接続され、図３に示されたように、デバイス４１０の電気的相互接続が得られる。
図１０は、図９のラインＸ−Ｘ’に沿った発光体１４００の一部分の断面図である。図９に見られるように、共通基板４００上に複数の発光デバイスが提供される。上で述べたように、基板４００は任意の適当な材料又は材料の組合せでよい。しかし、図１０のデバイスで基板は導電性である。従って、例えば、基板はＳｉＣ、ＧａＮ又はその他の適当な半導体基板でよい。基板４００としてどんな材料を選ぶかは、基板上に形成すべき発光デバイスの構造に依存する。基板および基板上に発光デバイスを形成するための方法は当業者に知られている。
更にいくつかの実施の形態で、個別デバイスに対する機械的支持材を提供するため、モノリシック発光体１４００を別の基板上に搭載したあとで、基板４００は取り去るか薄くされる。基板４００はまた薄くされ、レーザ・パターニングされ、エッチされるか、あるいは化学機械的研磨（ＣＭＰ）を施される。例えば上で述べたように、基板を通した光の取り出しを改善するように、基板上に光取り出し構造を設ける場合もある。更に発光デバイスは、１又は複数の蛍光体又はその他の発光材料を含む。そのような発光材料は基板４００上に設けられる。例えば、ＹＡＧ蛍光体が基板４００上に塊状に設けられるかまたは絶縁途布されてもよい。光取り出しが基板４００を通さないその他の実施の形態では、発光材料は光取り出しが行われる表面に隣接して設けられる。各種発光材料および発光材料を適用する方法は当業者に知られている。
図１０に更に示されるように、基板４００上にオプションとしてバッファ層４０２を設けることができる。バッファ層４０２は、材料が変化するため、例えば、基板２００を発光デバイスの活性領域を構成する材料に対して格子整合させるために設けられる。例えば、ＳｉＣ基板上にＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＡｌＩｎＧａＮの活性層を直接形成する場合と比較して、これらの活性層の品質を改善するように、ＳｉＣ基板とこれらの活性層との間に段階的なＡｌＧａＮバッファ層が使用される。どのバッファ層にするかの選択は基板および活性層の材料に依存する。バッファ層および発光デバイスの作製においてバッファ層を使用する方法は当業者に知られているため、ここでこれ以上説明する必要はない。
発光デバイスは、ｎ形半導体層４０４、１又は複数の量子井戸層４０６およびｐ形半導体層４０８をまた含む。縦型デバイスでは、これらの層は、導電性基板４００および導電性バッファ層４０２と一緒に、集合的にデバイスの「活性層」と呼ばれる。活性層の特有な構造、材料および構成は、ｐ形層とｎ形層との間に電流を流したときに光を生成できる任意の適当な構造、材料又は構成でよい。縦型発光デバイスの活性層のための各種構造、材料および構成は当業者に知られている。ここで例示的な構造、材料および構成を参照しながら説明したように、活性層のための任意の適当な構造、材料および構成が基板４００上の個別デバイスの電気的相互接続を許容する限り、それらを本発明の主題の実施の形態で採用することができる。特定の実施の形態で、構造、材料および構成は、ウエハの連続した領域の上にある発光デバイスの電気的相互接続を許容する。
発光体１４００の個別発光デバイス４１０は、分離領域４１２によって画定される。いくつかの実施の形態で、分離領域４１２は、図１０に示されるように活性層を通って延びる絶縁性又は半絶縁性領域を生成するためのイオン注入によって設けられる。その代りに、又は付加的に、発光デバイス４１０間に１又は複数のトレンチを形成することができる。トレンチは、オプションとしてＳｉＯｘ又はＳｉＮなどの絶縁体で充填することができ、それによってより平坦な表面が得られ、その上に電気的相互接続４１８および／又は４２０が設けられる。トレンチと注入の組合せを採用することもできる。例えば、トレンチを形成し、次にトレンチの側壁および／又は底部にイオン注入を行って、これらの領域を絶縁性又は半絶縁性とする。
基板４００上のｎ形コンタクト４１４は各ダイのためのカソード・コンタクトを提供し、ｐ形コンタクト４１６は各ダイのためのアノード・コンタクトを提供する。ｎ形コンタクト４１４およびｐ形コンタクト４１６の特別な形状および組成は、照明装置の材料系に基づいて選ぶことができる。いろいろな材料系中にｎ形およびｐ形オーミック・コンタクトを作製する方法は当業者によく知られている。本発明の主題の実施の形態は、ウエハ上の他の発光デバイスのオーミック・コンタクトに対して電気的に相互接続できる任意のタイプのオーミック・コンタクトで利用することができる。
図１０は、またデバイス上および／又はデバイス間の露出部分の上に設けられるオプションの絶縁層４２４および／又は４２６を示す。絶縁層４２４および／又は４２６は、デバイスのための保護層および／又はパッシベーション層として機能する。そのような層は、相互接続作製の結果であるか、あるいはデバイスの残りの部分を作製したあとで別の層として設けられる。更に、複数の層を設けることもできる。例えば、酸化物−窒化物−酸化物（ＯＮＯ）又は窒化物−酸化物（ＮＯ）構造を利用することができる。
更に図１０に見られるように、導電性ビア４２２はこの構造を貫通して延び、構造の反対側に形成された導電性ダイ相互接続４１８および４２０に接続する。ビア４２２は、デバイスの後続サブセットのアノードをデバイスの先行サブセットのカソードに接続することを許容し、図３に示されたデバイスの「一連の並列接続されたサブセット」のアレイを提供する。更に、ビアはデバイスの外側表面へ熱を伝達するという付加的な利益も有し、そのためデバイスの接合領域からの熱の取り出しを容易にする。
図１１Ａから１１Ｇは、本発明の主題の例示的実施の形態による照明装置１４００を作製する処理工程を示す。図１１Ａに見られるように、発光ダイオードを形成するための従来の層を備えたウエハは、ウエハの上側表面上に形成されたパターニングされたマスク５１０を有する。パターニングされたマスク５１０は、照明装置１４００の分離領域に対応するパターン・マスク中の窓によって、発光ダイオードを形成するためのウエハの領域を画定する。パターニングされたマスク５１０を通してイオン５１２を注入することによってイオン注入が実行され、図１１Ａの構造中に絶縁性又は半絶縁性領域４１２が生成される。イオン注入はウエハの上表面から行うように示されているが、付加的又は代替的に、対応するマスクを使用したイオン注入をウエハの基板側又は底部から同様に実行することもできる。更に、ウエハの片側に、例えばマスク５１０をエッチング・マスクとして使用してトレンチを設け、次に同じエッチング・マスクを使用してイオン注入を実行することによって、自己整合されたトレンチおよび注入領域を提供することができ、それらが一緒になって分離領域４１２を提供する。トレンチは、上で述べたように絶縁体で充填することもでき、それによって後続の製造プロセスのためにより平坦なデバイス表面が得られる。
分離領域４１２が設けられるが、図１１Ｂに見られるように、それの窓によって分離領域４１２を貫通するビアを画定する第２のマスク層５２０を設けることもできる。第２のマスク層５２０を使用して分離領域を貫通し、デバイスを貫通して延びるビア・ホールがエッチされる。ビア・ホールは、金属などの導電性材料で充填されてデバイスを貫通する導電性ビア４２２が設けられる。
図１１Ｃは、オーミック・コンタクト４１６の場所に対応する窓を有する第３のパターニングされたマスク５２２を形成することによって、ｐ形層４０８に対してオーミック・コンタクト４１６を形成する様子を示す。その中にコンタクト材料が堆積され、マスク層５２２を用いてパターニングされる。同様に、図１１Ｄは、第４のパターニングされたマスク５２４を用いてデバイスの基板側にオーミック・コンタクト４１４を形成する様子を示す。
図１１ＥおよびＦは、ウエハの前面および裏面にデバイス相互接続４１８、４２０を形成する様子を示す。すなわち、マスク層５２６および５２８がウエハの対向する面に設けられ、対応するマスク層を用いて導電性金属などの導電性材料が堆積され、パターニングされる。導電性相互接続領域４１８および４２０の作製によって図１１Ｇに示された構造が得られる。
図６Ａから６Ｇ、図７Ａから７Ｆ、図８Ａから８Ｄおよび図１１Ａから１１Ｇの処理工程は説明した順序で実行する必要はなく、任意の適当な順序で実行できる。例えば図６Ａから６Ｇに関して言えば、ｎ＋コンタクト領域２１０を生成するために高温アニールが必要な場合には、分離領域１１２の生成の前にｎ＋コンタクト領域２１０の注入を実行して、アニールが分離領域１１２中の結晶構造を回復させないようにするほうが有利である。同様に、ｐ形層２０８へのオーミック・コンタクトを形成するためにアニールが必要な場合には、分離領域１１２の注入の前にオーミック・コンタクト１１６を形成する。このように、図面に示した構造を得るために用いられるシーケンスおよび特別な処理工程は、材料系の特性および発光デバイスの構造に依存して選ばれる。そのような変形は本発明の主題の範囲内に含まれる。
更に、本発明の主題の実施の形態について、マスクを使用し、材料をマスクの上に堆積させ、そしてリフト・オフ又は平坦化手法を用いて望ましくない材料を除去するということを引用しながら説明してきたが、本発明の主題は、そのような方法に限定されるべきでない。例えば、代替的実施の形態では、マスクが保持すべき領域に対応し、窓が除去すべき領域に対応するマスクが材料層の上に設けられてもよい。次に、望ましくない材料は、例えば、エッチングや当業者に既知のその他の方法によって除去することができる。
本発明の主題の実施の形態を採用するシステムについて、ここで図１２を参照しながら説明する。図１２に見られるように、上で述べたような高電圧ＬＥＤ６１０はブースト電源６００によって駆動される。ブースト電源６００は、ＲＭＳ値で１００、１２０、２２０、２３０又は２７７ボルトのＡＣ電力ラインなどの交流（ＡＣ）入力を受信し、そのＡＣ電圧をＡＣ入力電圧のピーク電圧よりも高い値を有する直流（ＤＣ）電圧に変換する。ブースト電源の構成は、当業者に知られている。
ブースト電源は非常に効率的である。更に、上で述べたように、高電圧の発光体を提供することで、それと同等な低電圧の発光体と比べた場合発光体を通る電流が減ることから、Ｉ２Ｒ損失は低減される。ここに述べる高電圧の発光体をブースト電源と組合せることによって、非常に高いシステム効率が得られる。このように、本発明の主題のいくつかの実施の形態では、少なくとも５０ボルト、少なくとも１５０ボルト、少なくとも３２５ボルト、あるいは、少なくとも３９５ボルトの電圧で動作する高電圧発光体が提供される。高電圧発光体の動作電圧は、個別デバイスの順方向電圧降下および直列に接続される並列接続されたデバイスのサブセットの数によって制御される。すなわち、例えば、９０ボルトのデバイスが必要であれば、各々が３ボルトのＶｆを有するデバイスのサブセットを３０個直列に接続すればよい。
ブースト部品を含む回路の代表的な例は、いずれもそれらの全体を参照によってここに取り込む、２００６年９月１３日付けで出願された「低側ＭＯＳＦＥＴ電流制御を備えたブースト／フライバック電源トポロジー（Ｂｏｏｓｔ／Ｆｌｙｂａｃｋ Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｐｌｙ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｓｉｄｅ ＭＯＳＦＥＴ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ）」と題する米国特許出願第６０／８４４，３２５号（発明人：Ｐｅｔｅｒ Ｊａｙ Ｍｙｅｒｓ；代理人事件番号：９３１＿０２０ ＰＲＯ）および２００７年９月１３日付けの米国特許出願第１１／８５４，７４４号に述べられている。
上で述べたように、並列接続されたデバイスのサブセットを直列に接続することによって、故障した発光デバイスが必ずしも照明装置全体を失わせることがなくなることから、デバイス収率が向上する。更に、モノリシック・デバイスの電圧が増大すれば、それだけ１つのダイの短絡が発光全体を使い物にならなくする機会が減る。例えば、並列接続されたデバイスのサブセットを１００個直列接続することによって３００Ｖの発光体が作製されて、デバイスの１つが短絡を起こしたとしても、発光体の電圧降下は２９７Ｖ、すなわち望みの電圧の９７％になる。これと対照的に、デバイスのサブセットを３０直列接続することによって３０Ｖのデバイスが作製されて、１つのデバイスが短絡して故障したとすると、結果として２７Ｖデバイスとなり、１０％の変化となる。従って、与えられた順方向電圧に対して、モノリシック発光体の電圧が高くなれば、発光体のデバイスにおける個別的故障の許容範囲はより大きくなる。
更に、１つのサブセット中のデバイス数は、短絡故障の確率に対してバランスされる。並列に接続されるデバイスが増えると、短絡が発生したときに失われるデバイス総数の割合が高くなる。しかし、並列接続されるデバイスが増えれば、回路開放を起こしても個別デバイスを流れる電流が許容できないレベルにまで高まることがないデバイスの数が増える。いずれにしても、少なくとも３つの発光デバイスを並列に接続すべきであり、それによって開放故障の場合に残りのデバイスを流れる電流は、そのサブセット中の残りの発光デバイスの寿命を実質的に短縮するレベルにまで増大することはない（そうでなければ、故障のスパイラルが始まる）。
短絡は、デバイスの１つのサブセットをバイパスさせることになるので、本発明の主題のいくつかの実施の形態では、短絡故障に対してフォールト・トレラントなデバイスが提供される。例えば、発光デバイスが短絡を起こすと、そのデバイスを流れる電流の実質的にすべてが短絡したデバイスを流れることになる。従って、ヒューズ・リンクやその他のその種のデバイスを各デバイスと直列に用いることによって、デバイスを流れる合計電流（そのダイを流れると期待される正常電流の少なくとも３倍）がダイを通って流れた場合にリンクが開くようにすることができる。このように、電流はサブセット中の残りのデバイスにトランスファ・バックして短絡が「修復」される。このプロセスは、サブセット中に残って機能しているわずか２つの発光デバイスの１つが故障するまで続き、そのときには両方のヒューズが開いて発光体全体が故障することになる。ヒューズは、例えば、デバイスのアノードとデバイスの１つのサブセットを形成する相互接続金属との間に組み込むことができる。
上で述べた自己修復デバイスに加えて、製造プロセスの間にデバイスを測定して短絡デバイスを検出することによって収率も改善される。これらのデバイスは、サブセット中で他のデバイスと接続されない。例えば、短絡したデバイスのアノード又はカソードは、ステッパ・マスクを使用してデバイスからエッチして取り去ることができ、それによってそのデバイスが全体デバイスの一部となることが防止される。
本発明の主題の実施の形態について、ウエハ上に形成される相互接続を引用しながら説明してきたが、共通基板によって機械的に接続されたデバイスを電気的に相互接続するその他の相互接続方法も利用することができる。例えば、全体が記載されているかのように参照によってその開示をここに取り込む、同一出願人による同時出願の２００７年１１月９日付けの「外部相互接続された発光デバイスのアレイを用いた照明装置およびその製造方法（Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｄｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｄｅｓ， ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｓａｍｅ）」と題する米国特許出願第６０／９８６，７９５号（代理人事件番号：９３１＿０７８ ＰＲＯ２；発明人：Ｇｅｒａｌｄ Ｈ．ＮｅｇｌｅｙおよびＡｎｔｏｎｙ Ｐａｕｌ ｖａｎ ｄｅ Ｖｅｎ）に述べられているサブマウントを利用することができる。
更に、本発明の主題の実施の形態は、全体が記載されているかのように参照によってその開示をここに取り込む、米国特許第７，２１３，９４０号に述べられた発光体を提供するのに特に適している。発光材料を採用する実施の形態で、本発明の主題による発光体は、全体が記載されているかのように参照によってここに取り込む、２００６年１１月７日付けで出願された「照明装置および照明方法（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）」と題する米国特許出願第６０／８５７，３０５号（発明人：Ａｎｔｏｎｙ Ｐａｕｌ ｖａｎ ｄｅ ＶｅｎおよびＧｅｒａｌｄ Ｈ．Ｎｅｇｌｅｙ；代理人事件番号９３１＿０２７ ＰＲＯ）に述べられているような発光体を提供する。
発明の態様について、上では主としてＤＣ電源で動作するモノリシック・デバイスを引用しながら説明したが、付加的な発明の態様では、ＡＣおよび／又はＤＣ電源での動作に適したモノリシック・デバイスが提供される。そのようなデバイスの例が図１３および１４に示されている。
図１３は、ＡＣ用モノリシック・デバイス１０００を示す。ＡＣ用モノリシック・デバイス１０００は、並列接続された発光ダイオード１０１０のサブセット１０１２を直列に接続したものを含む２つ以上のアレイ１０１４、１０１６として提供される複数の発光ダイオード１０１０を含む。ダイオード１０１０は、この明細書の別の場所で説明されているように相互接続される。ダイオード１０１０は共通基板を有し、更に／又は共通のｎ形又はｐ形層から形成される。アレイ１０１４および１０１６は逆並列の形に電気的に配置され、交流（ＡＣ）電源が２つのアレイ１０１４、１０１６に印加されるときに、ＡＣ入力の交番するサイクルにおいて、実質的にすべての電流がアレイの一方のみを流れるようになっている。このように、モノリシック・デバイス１０００はＡＣ用デバイスとして使用するのに適したものとなっている。ここで使用される「逆並列」という表現は、ダイオードのアレイが並列に配置された回路であって、少なくとも１つのアレイ中のダイオードが、少なくとも１つの他のアレイ中のダイオードの向き（バイアス）に対して逆の方向に向いている（バイアスされている）回路を意味する（図１３に示した回路のように）。
モノリシック・デバイス１０００は、図１３に示された相互接続を提供できるここに述べられた任意の製造方法を用いて作製される。直列に接続される発光ダイオード１０１０のサブセット１０１２の数は、望ましい動作電圧に基づいて選ばれる。更に、並列に接続される発光ダイオード１０１０の数も上で述べたように選ばれ、少なくとも３つの並列接続されたデバイスを含むべきである。
図１４は、ＡＣ入力とＤＣ入力のどちらでも受信できるモノリシック・デバイス２０００を示す。詳細には、モノリシック・デバイス２０００は、整流ブリッジ２０２０のほかに、並列接続された発光デバイスのサブセット２０１２を直列に接続したものを含む１又は複数のアレイ２０１０を含む。整流ブリッジ２０２０は発光デバイス２０２２を含むように構成される。発光デバイス２０２２は、アレイ２０１０中の発光デバイスと同じように共通基板上に、共通のｎ形又はｐ形層から、あるいはＳｉＣ、ＧａＮなどの共通材料系から形成される。ダイオード２０２２は非発光体でもよい。ブリッジ２０２０の各レッグ中のダイオード２０２２の数はダイオードの逆方向ブレークダウン特性に依存し、ＡＣ入力の交番サイクルからの逆方向電圧を支えるのに十分でなければならない。ダイオード２０２２は、２つのダイオードが直列に接続されたものとして示されているが、そのほかのダイオード数を利用することもできる。更に、ブリッジ２０２０のダイオード２０２２は、ここで述べているように、並列接続されたダイオードのサブセットを直列に接続したものとして提供されてもよい。
ブリッジ２０２０の出力は全波整流された電圧であり、アレイ２０１０に供給される。上で述べたように、アレイ２０１０中の直列接続されたデバイスの数は、ブリッジ２０２０によって与えられる動作電圧に基づいて選ばれる。
モノリシック・デバイス２０００は、上で述べたような任意の適当な製造および相互接続方法を用いて設けられる。更に、モノリシック・デバイスは図１４ではＡＣ入力として示されているが、このデバイスにＤＣ入力を供給してもよい。
本発明の主題の実施の形態について、共通基板上への複数デバイスの相互接続のための特定の方法および／又はプロセスを引用しながら説明してきたが、他の方法を利用することもできる。例えば、メモリ・デバイスの製造で用いられる相互接続方法などのように、共通基板上でデバイスを相互接続するためのマイクロエレクトロニクス技術からの方法を利用することもできる。従って、本発明の主題のいくつかの実施の形態は、複数のデバイスの相互接続のための特別な方法および／又はプロセスに限定されると解釈されるべきでない。
本発明の主題のいくつかの実施の形態で、絶縁層（単数又は複数）は、モノリシック発光体のすべてのデバイスの上およびデバイス間の領域上に全面堆積される。ビアはパターニングおよび充填されて個々のデバイスのコンタクトに接続する。ビア間に、例えば絶縁層中にトレンチを形成したあとで、相互接続用金属を全面堆積させるダマシン・プロセスを用いて相互接続が設けられる。次にＣＭＰなどの平坦化を行ってトレンチ内部にない相互接続用金属を除去し、それによってウエハの上、あるいは発光体のデバイスを含むウエハ部分の上に望ましい相互接続パターンが形成される。
本発明の主題の発光体は、任意の望ましいやり方で電気を供給することができる。技術者は多様な電力供給装置に精通しており、本発明の主題に関連して任意のそのような装置を用いることができる。本発明の主題の発光体は、任意の望ましい電源に電気的に接続する（あるいは選択的に接続する）ことができ、当業者は、多様なそのような電源に精通している。
更に、本発明の主題の特定の実施の形態について、要素の特定の組合せを引用しながら説明してきたが、本発明の主題の教示から外れることなく、各種のその他の組合せを提供することもできる。このように、本発明の主題は、図面に示されここに説明された特別な例示的な実施の形態に限定されると理解されるべきでない。それは、各種の例示された組合せの要素の組合せを包含する。
例えば、ここでは、発光デバイスの直列に接続されたサブセットの各々が同数の発光デバイスを含むような実施の形態について説明してきたが（例えば、図３に示した実施の形態やここに示されたその他の実施の形態では、各サブセットは３つの発光デバイスを含んでいる）、本発明の主題は、そのような発光体に限定されない。言い換えると、本発明の主題は、各サブセットが同数の発光デバイスを含む場合のほか、少なくとも１つ（又は複数）のサブセットが少なくとも１つの別のサブセット中の発光デバイス数と異なる数の発光デバイスを有する場合を含む発光体を包含する。更に、単一のサブセット中、および／又はいろいろなサブセット中のそれぞれの発光デバイスは、同じか実質的に同じサイズのものでも、あるいは異なるサイズのものでもよい。第１のサブセットが第２のサブセットと直列に接続されて、第１と第２のサブセットがそれぞれ異なる数の発光デバイスを含む発光体の場合、本発明の主題によるいくつかの実施の形態では、第１と第２のサブセットを流れる電流密度は、それぞれの発光デバイスを異なるサイズのものとすることによって、同じか実質的に同じとすることができる。
本開示の利点が得られることを条件にして、本発明の主題の精神および範囲から外れることなく、当業者には多くの変更および修正が思いつかれよう。従って、例示した実施の形態は単に一例としてあげたものであり、以下の請求項によって定義される本発明の主題を制限すると解釈されるべきでないことを理解されなければならない。従って以下の請求項は、文字通り提示された要素の組合せだけでなく、同じ結果を得るために本質的に同じやり方で本質的に同じ機能を実行するすべての等価な要素を含むものとして読まれるべきである。従って、請求項は上で特定のものとして図示および説明してきたもの、概念的に等価なものおよび発明の主題の本質的なアイデアを採用するものを含むものとして理解すべきである。
ここに述べたデバイスの任意の２つ以上の構造部分は統合することができる。ここに述べたデバイスの任意の構造部分は２つ以上の部分（必要であれば互いに結合した形で）として設けることができる。同様に、任意の２つ以上の機能を同時に実行することができ、および／又は任意の機能を一連の工程として実行することができる。
Claims (66)
- 発光体であって、
その上に発光デバイスが形成される共通基板によって機械的に相互接続された複数の発光デバイス、
を含み、
発光デバイスは、共通基板上で電気的に相互接続されて、並列に接続された発光デバイスのサブセットを少なくとも２つ直列に接続したものを含むアレイを提供し、各サブセットが少なくとも３つの発光デバイスを含む、
発光体。 - 請求項１記載の発光体であって、発光体の順方向電圧が、少なくとも３２５ボルトである前記発光体。
- 請求項１記載の発光体であって、発光体の順方向電圧が、少なくとも３９５ボルトである前記発光体。
- 請求項１記載の発光体であって、発光デバイスが、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでいる前記発光体。
- 請求項４記載の発光体であって、ＬＥＤが、分離領域によって互いに分離されている前記発光体。
- 請求項４記載の発光体であって、ＬＥＤが、トレンチによって互いに分離されている前記発光体。
- 請求項４記載の発光体であって、ＬＥＤは、横型デバイスである前記発光体。
- 請求項４記載の発光体であって、ＬＥＤは、縦型デバイスである前記発光体。
- 請求項１記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む前記発光体。
- 請求項１記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む前記発光体。
- 発光体であって、
発光デバイスのウエハの連続した領域から得られる複数の発光デバイスであって、並列接続された発光デバイスのサブセットを直列に複数接続したものとして基板上で電気的に接続され、各サブセットが少なくとも３つの発光デバイス含む複数の発光デバイス、
を含む発光体。 - 請求項１１記載の発光体であって、複数の直列に接続されたサブセットが、少なくとも４０のサブセットを含む前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、複数の直列に接続されたサブセットが、少なくとも１００のサブセットを含む前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、複数の発光デバイスが、ウエハの共通基板によって機械的に接続されている前記発光体。
- 請求項１４記載の発光体であって、発光デバイスは、個別発光デバイスの各々の周囲を定義する少なくとも１つの絶縁領域によって定義される前記発光体。
- 請求項１４記載の発光体であって、発光デバイスは、個別発光デバイスの各々の周囲を定義する少なくとも１つのトレンチによって定義される前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、更にその上に発光デバイスが形成されて発光デバイスの機械的支持が提供される機械的基板を含む前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、発光デバイスが、横型デバイスを含む前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、発光デバイスが、縦型デバイスを含む前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む前記発光体。
- 請求項１１記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む前記発光体。
- 発光体であって、
複数の発光デバイスと、
複数の発光デバイスを機械的に相互接続するための手段と、
複数の発光デバイスを電気的に相互接続して、電気的に並列に相互接続された発光デバイスのサブセットを直列に接続したものを提供する手段であって、各サブセットが少なくとも３つの発光デバイスを含む手段と、
を含む発光体。 - 請求項２２記載の発光体であって、更に複数の発光デバイスの１つの短絡故障を修復するための手段を含む前記発光体。
- 請求項２２記載の発光体であって、
発光体は、更に対応する入力電圧よりも高い出力電圧を有するブースト電源を含み、
直列に接続された発光デバイスのサブセットが、ブースト電源の出力電圧に電気的に接続されている、
前記発光体。 - 請求項２４記載の発光体であって、ブースト電源は、入力電圧を供給するＡＣ電源につながれるように構成されている前記発光体。
- 発光体を作製する方法であって、
基板上に複数の発光デバイスを形成する工程と、
基板上で発光デバイスを電気的に接続して、並列接続された発光デバイスのサブセットを少なくとも２つ含むアレイを提供する工程であって、各サブセットが３つの発光デバイスを含む工程と、
を含む方法。 - 請求項２６記載の方法であって、アレイは、少なくとも１８ボルトの発光体の順方向電圧を提供する前記方法。
- 請求項２６記載の方法であって、更に発光デバイスの少なくとも１つを試験する工程を含む前記方法。
- 請求項２６記載の方法であって、更に発光デバイスの少なくとも１つを試験して、発光デバイスの１つを発光デバイスから電気的に切り離す工程を含む前記方法。
- 請求項２９記載の方法であって、発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程が、発光デバイスの１つのアノード・コンタクト又はカソード・コンタクトをエッチすることによって実行される前記方法。
- 請求項２９記載の方法であって、発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程が、発光デバイスの１つのアノード・コンタクト又はカソード・コンタクトの上に絶縁材料を供給することによって実行される前記方法。
- 発光体を作製する方法であって、
基板上に複数の発光デバイスを形成する工程と、
発光デバイス層の領域で個別発光デバイスを定義する工程と、
基板上の個別発光デバイスを電気的に接続して、発光デバイスのサブセットを直列に接続したものを提供する工程であって、各サブセットが電気的に並列接続された少なくとも３つの発光デバイスを含む工程と、
を含む方法。 - 請求項３２記載の方法であって、個別発光デバイスを定義する工程は、発光デバイスの周囲付近にイオンを注入して、個別発光デバイスの周囲を定義する少なくとも１つの絶縁性又は半絶縁性領域を提供する工程を含む前記方法。
- 請求項３３記載の方法であって、各発光デバイスは、その上で対応する発光デバイスの第１のコンタクト層の上に第１のオーミック・コンタクトが設けられる第１の表面と、第２の埋め込みコンタクト層とを有する横型発光デバイスを含み、
個別発光デバイスを電気的に接続する工程は、
各発光デバイスについて、第１の表面から発光デバイスの絶縁性又は半絶縁性領域を通って延びて、埋め込みコンタクト層に電気的に接続する導電性領域を形成する工程と、
各発光デバイスについて、導電性領域上にオーミック・コンタクトを形成して、埋め込みコンタクト層に電気的に接続する第２のオーミック・コンタクトを提供する工程と、
発光デバイスの対応する第１の表面上に電気的相互接続パターンを形成して、第１のオーミック・コンタクトと第２のオーミック・コンタクトを選択的に相互接続することで直列に接続された発光デバイスのサブセットを提供する工程と、
を含む、
前記方法。 - 請求項３４記載の方法であって、導電性領域を形成する工程は、埋め込みコンタクト層と同じ伝導形の半導体材料の高濃度にドープされた領域を形成する工程を含む前記方法。
- 請求項３４記載の方法であって、導電性領域を形成する工程は、各発光デバイスについて、第１の表面から埋め込みコンタクト層に延びる導電性ビアを形成する工程を含む前記方法。
- 請求項３３記載の方法であって、各発光デバイスは、対応するオーミック・コンタクトを発光デバイスの対向する面に有する縦型発光ダイオードを含み、個別発光デバイスを電気的に接続する工程は、
発光デバイスの対向する面に相互接続パターンを形成して、発光デバイスのそれぞれ対応するオーミック・コンタクトを発光デバイスのサブセット中へ電気的に接続する工程であって、相互接続パターンが電気的に絶縁性又は半絶縁性の領域上に広がっている工程と、
電気的に絶縁性又は半絶縁性の領域を通る導電性ビアを形成して、対応する相互接続パターンを選択的および電気的に接続することによって、発光デバイスのサブセットを直列に接続する工程と、
を含む、
前記方法。 - 請求項３２記載の方法であって、更に基板中に光抽出構造を形成する工程を含む前記方法。
- 請求項３２記載の方法であって、個別発光デバイスを定義する工程は、発光デバイスの周囲付近に少なくとも１つのトレンチを形成する工程を含み、少なくとも１つのトレンチが個別発光デバイスの周囲を定義する工程を含む前記方法。
- 請求項３９記載の方法であって、各発光デバイスは、第１のオーミック・コンタクトを含み、少なくとも１つのトレンチは、発光デバイスの各々の対応するコンタクト層に延びており、方法は、更に
発光デバイスの各々のコンタクト層の上に第２のオーミック・コンタクトを形成する工程と、
少なくとも１つのトレンチを絶縁体材料で充填する工程と、
絶縁体材料を貫通して、各々が発光デバイスの１つの第１のオーミック・コンタクトと接触する複数の導電性ビアを形成する工程と、
を含み、
個別発光デバイスを電気的に接続する工程は、発光デバイスの第１のサブセットの対応する第１のコンタクトを、発光デバイスの第２のサブセットの第２のコンタクトに付随するそれぞれの導電性ビアに電気的に接続する相互接続パターンを形成する工程を含む、
前記方法。 - 請求項３２記載の方法であって、更に発光デバイスの少なくとも１つを試験する工程を含む前記方法。
- 請求項３２記載の方法であって、更に発光デバイスの少なくとも１つを試験して、発光デバイスから発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程を含む前記方法。
- 請求項４２記載の方法であって、発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程が、発光デバイスの１つのアノード・コンタクト又はカソード・コンタクトをエッチすることによって実行される前記方法。
- 請求項４２記載の方法であって、発光デバイスの１つを電気的に切り離す工程が、発光デバイスの１つのアノード・コンタクト又はカソード・コンタクトの上に絶縁材料を供給することによって実行される前記方法。
- 発光体であって、
共通基板上に形成された、各々が光を発生する手段を含む複数の発光デバイスと、
発光デバイスの少なくとも第１、第２および第３のものを電気的に並列接続して第１のサブセットする手段と、
発光デバイスの少なくとも第４、第５および第６のものを電気的に並列接続して第２のサブセットする手段と、
第１のサブセットと第２のサブセットを電気的に直列接続する手段と、
を含む発光体。 - 請求項４５記載の発光体であって、
第１の発光デバイスは、第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含み、
第２の発光デバイスは、第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含み、
第３の発光デバイスは、第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含み、
第４の発光デバイスは、第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含み、
第５の発光デバイスは、第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含み、
第６の発光デバイスは、第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含み、
第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域は、それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の領域であり、
第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域は、それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の領域であり、
発光体は、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域の各々を互いに分離するための手段を含み、
発光体は、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域の各々を互いに分離するための手段を含む、
前記発光体。 - 請求項４５記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む前記発光体。
- 請求項４５記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む前記発光体。
- 発光体であって、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのアノード端および第６の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのアノード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
を含む発光体。 - 請求項４９記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む前記発光体。
- 請求項４９記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む前記発光体。
- 発光体であって、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第１のｐ形領域に電気的に接続された第１のアノードと、
第１のｎ形領域に電気的に接続された第１のカソードと、
第２のｐ形領域に電気的に接続された第２のアノードと、
第２のｎ形領域に電気的に接続された第２のカソードと、
第３のｐ形領域に電気的に接続された第３のアノードと、
第３のｎ形領域に電気的に接続された第３のカソードと、
第４のｐ形領域に電気的に接続された第４のアノードと、
第４のｎ形領域に電気的に接続された第４のカソードと、
第５のｐ形領域に電気的に接続された第５のアノードと、
第５のｎ形領域に電気的に接続された第５のカソードと、
第６のｐ形領域に電気的に接続された第６のアノードと、
第６のｎ形領域に電気的に接続された第６のカソードと、
第１のアノード、第２のアノードおよび第３のアノードに電気的に接続された第１の相互接続と、
第１のカソード、第２のカソードおよび第３のカソードに電気的に接続された第２の相互接続と、
第４のカソード、第５のカソードおよび第６のカソードに電気的に接続された第３の相互接続と、
を含む発光体。 - 請求項５２記載の発光体であって、ＡＣ電源での動作に適した前記発光体。
- 請求項５２記載の発光体であって、第１の相互接続、第２の相互接続および第３の相互接続は、すべてｐ形層の第１の側に位置している前記発光体。
- 請求項５２記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクおよび／又は発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む前記発光体。
- 発光体であって、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第１のｐ形領域に電気的に接続された第１のｐ形コンタクトと、
第１のｎ形領域に電気的に接続された第１のｎ形コンタクトと、
第２のｐ形領域に電気的に接続された第２のｐ形コンタクトと、
第２のｎ形領域に電気的に接続された第２のｎ形コンタクトと、
第３のｐ形領域に電気的に接続された第３のｐ形コンタクトと、
第３のｎ形領域に電気的に接続された第３のｎ形コンタクトと、
第４のｐ形領域に電気的に接続された第４のｐ形コンタクトと、
第４のｎ形領域に電気的に接続された第４のｎ形コンタクトと、
第５のｐ形領域に電気的に接続された第５のｐ形コンタクトと、
第５のｎ形領域に電気的に接続された第５のｎ形コンタクトと、
第６のｐ形領域に電気的に接続された第６のｐ形コンタクトと、
第６のｎ形領域に電気的に接続された第６のｎ形コンタクトと、
第１のｐ形コンタクト、第２のｐ形コンタクトおよび第３のｐ形コンタクトに電気的に接続された第１の相互接続と、
第１のｎ形コンタクト、第２のｎ形コンタクトおよび第３のｎ形コンタクトに電気的に接続された第２の相互接続と、
第４のｐ形コンタクト、第５のｐ形コンタクトおよび第６のｐ形コンタクトに電気的に接続された第３の相互接続と、
第２の相互接続および第３の相互接続に電気的に接続され、ｐ形層を貫通して延びる導電性ビアと、
を含む発光体。 - 請求項５６記載の発光体であって、ＡＣ電源での動作に適した前記発光体。
- 請求項５６記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された少なくとも１つのヒューズ・リンクを含む前記発光体。
- 請求項５６記載の発光体であって、更に発光デバイスの少なくとも１つと電気的に直列接続された導電性接続を開くための少なくとも１つの手段を含む前記発光体。
- 発光体であって、
少なくとも固体発光デバイスの第１のアレイおよび固体発光デバイスの第２のアレイであって、固体発光デバイスの第１のアレイは、第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスを含んでいる第１のアレイおよび第２のアレイと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
逆並列の形に電気的に配置された第１のアレイおよび第２のアレイと、
を含む発光体。 - 請求項６０記載の発光体であって、前記第２のアレイは、少なくとも第７、第８、第９、第１０、第１１および第１２の固体発光デバイスを含み、
第７の固体発光デバイスは、第７のｎ形領域および第７のｐ形領域を含み、
第８の固体発光デバイスは、第８のｎ形領域および第８のｐ形領域を含み、
第９の固体発光デバイスは、第９のｎ形領域および第９のｐ形領域を含み、
第１０の固体発光デバイスは、第１０のｎ形領域および第１０のｐ形領域を含み、
第１１の固体発光デバイスは、第１１のｎ形領域および第１１のｐ形領域を含み、
第１２の固体発光デバイスは、第１２のｎ形領域および第１２のｐ形領域を含み、
第７のｎ形領域、第８のｎ形領域、第９のｎ形領域、第１０のｎ形領域、第１１のｎ形領域および第１２のｎ形領域は、それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域であり、
第７のｐ形領域、第８のｐ形領域、第９のｐ形領域、第１０のｐ形領域、第１１のｐ形領域および第１２のｐ形領域は、それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域であり、
第７の固体発光デバイスのカソード端は、第８の固体発光デバイスのカソード端および第９の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第１０の固体発光デバイスのカソード端は、第１１の固体発光デバイスのカソード端および第１２の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続されており、
第７の固体発光デバイスのカソード端は、第１０の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されており、
第７の固体発光デバイスのアノード端は、第８の固体発光デバイスのアノード端および第９の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続されている、
前記発光体。 - 請求項６０記載の発光体であって、少なくとも第１のアレイ中の固体発光デバイスと第２のアレイ中の固体発光デバイスとが、共通基板を有する前記発光体。
- 請求項６０記載の発光体であって、少なくとも第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域、第６のｎ形領域および第２のアレイ中の固体発光デバイスのｎ形領域は、すべて同じ統合されたｎ形要素の一部である前記発光体。
- 請求項６０記載の発光体であって、少なくとも第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域、第６のｐ形領域および第２のアレイ中の固体発光デバイスのｐ形領域は、すべて同じ統合されたｐ形要素の一部である前記発光体。
- 発光体用回路であって、
整流ブリッジと、
少なくとも第１、第２、第３、第４、第５および第６の固体発光デバイスと、
第１のｎ形領域および第１のｐ形領域を含む第１の固体発光デバイスと、
第２のｎ形領域および第２のｐ形領域を含む第２の固体発光デバイスと、
第３のｎ形領域および第３のｐ形領域を含む第３の固体発光デバイスと、
第４のｎ形領域および第４のｐ形領域を含む第４の固体発光デバイスと、
第５のｎ形領域および第５のｐ形領域を含む第５の固体発光デバイスと、
第６のｎ形領域および第６のｐ形領域を含む第６の固体発光デバイスと、
それぞれ単一のモノリシックなｎ形層の分離された領域である、第１のｎ形領域、第２のｎ形領域、第３のｎ形領域、第４のｎ形領域、第５のｎ形領域および第６のｎ形領域と、
それぞれ単一のモノリシックなｐ形層の分離された領域である、第１のｐ形領域、第２のｐ形領域、第３のｐ形領域、第４のｐ形領域、第５のｐ形領域および第６のｐ形領域と、
第２の固体発光デバイスのカソード端および第３の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第５の固体発光デバイスのカソード端および第６の固体発光デバイスのカソード端に電気的に接続された第４の固体発光デバイスのカソード端と、
第４の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのカソード端と、
第２の固体発光デバイスのアノード端および第３の固体発光デバイスのアノード端に電気的に接続された第１の固体発光デバイスのアノード端と、
を含む回路。 - 請求項６５記載の回路であって、整流ブリッジが、少なくとも１つの固体発光デバイスを含む前記回路。
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