用于发光二极管芯片的系统和方法
【技术领域】
[0001]本技术领域大体涉及发光二极管，并且更具体地，涉及具有光电二极管传感器的发光二极管。
【背景技术】
[0002]一些白色发光二极管(LED)使用来自光电二极管(PD)传感器的光能反馈来执行有源颜色控制。例如，有源颜色控制基于红-绿-蓝(RGB) LED或蓝移YAG (BSY)加红LED结构来稳定固态灯的色点。
[0003]然而，此类F1D传感器经受来自相邻LED的交互作用(cross-talking)。此外，F1D传感器的准确性对一些应用而言是不足够的。来自相邻LED的交互作用以及H)传感器的不准确性使得难以确定单个LED所发出的光能。
[0004]例如，难以确定何时LED已老化至使得流过LED的电流创造更少光能。在不知道何时LED已老化的情况下，有源颜色控制不知道如何响应来补偿老化。在不了解这个情况的情况下，补偿可能加速一个或多个LED老化。
【发明内容】
[0005]在准确测量主要LED的光能的情况下，有源颜色控制可增加至主要LED或辅助LED的电流以便补偿老化。本发明的各种实施例是配置用于准确监控来自一 LED的光能而无来自其他LED的光能的干扰。
[0006]根据一个示例性实施例，一种LED芯片包括衬底以及由在所述衬底上生长的异质结构而形成的台面结构。所述台面结构包括LED台面部分和H)台面部分。沟道将所述LED台面部分与所述ro台面部分分离。
[0007]根据另一示例性实施例，一种LED系统包括第一 LED器件以及控制单元。所述LED器件包括LED芯片。所述LED芯片包括衬底以及由在所述衬底上生长的异质结构而形成的台面结构。所述台面结构包括LED台面部分和H)台面部分。沟道将所述LED台面部分与所述H)台面部分分离。所述控制单元配置用于提供通过所述LED台面部分的第一电流并且测量所述H)台面部分产生的光电流。
[0008]根据又一个实施例，一种形成LED芯片的方法包括:使异质结构在衬底上生长；以及对所述异质结构施加蚀刻工艺以形成台面结构。所述台面结构包括LED台面部分和H)台面部分。施加蚀刻工艺包括形成将所述LED台面部分与所述H)台面部分分离的沟道。
[0009]上文已广泛地概述各种实施例的方面和特征的一些，应将这些实施例理解为仅仅说明本发明的各种潜在应用。可通过以不同方式应用所公开的信息或组合所公开的实施例的各种方面来获得其他有益结果。因此，除了权利要求书限定的范围之外，通过参考结合附图的示例性实施例的详细描述也可获得其他方面以及更全面的理解。
【附图说明】
[0010]图1为根据示例性实施例的包括主要LED器件、辅助LED器件和控制单元的LED系统的方框图。
[0011]图2为根据示例性实施例的在蚀刻工艺前的图1的主要LED器件的LED芯片的横截面图。
[0012]图3为在蚀刻工艺后的图2的LED芯片的横截面图。
[0013]图4为根据第一替代示例性实施例的LED芯片的横截面图。
[0014]图5为根据第二替代示例性实施例的LED芯片的横截面图。
[0015]图6为根据本发明的实施例的一种形成LED芯片的示例性方法的流程图。
[0016]图7为通过图1的控制单元执行的示例性方法的流程图。
[0017]附图仅仅出于说明优选实施例的目的，而不应视为是对本发明的限制。基于以下对附图的描述，本发明的新颖方面应对所属领域中的普通技术人员变得显而易见。这个详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。在附图和描述中的相同或类似标识已被用于指代本发明的实施例的相同或类似部分。
【具体实施方式】
[0018]如所要求，本说明书中公开了详细的实施例。必须理解，公开的实施例仅为各种形式和替代形式的示例。如本说明书中使用的词语“示例性的”广泛用来指代用作说明、范本、模型或模式的实施例。附图不一定按比例，并且一些特征可夸大或减至最小以便展示出特定部件的细节。在其他例子中，并不详细描述众所周知的部件、系统、材料或所属领域的普通技术人员已知的方法，以避免模糊本发明。因此，本说明书中公开的具体结构和功能细节不视为限制性的，而仅作为权利要求书的基础以及用于教导所属领域的技术人员的代表基础。
[0019]图1为包括主要LED器件10、辅助LED器件90和控制单元80的LED系统I的方框图。辅助LED器件90类似于主要LED器件10。在本说明书中，LED器件10、90 —起称为LED阵列。在替代性实施例中，LED阵列包括两个或更多个LED器件。
[0020]主要LED器件10包括壳体20、透镜30以及LED芯片50。引线60、62、64将LED芯片50连接至控制单元80。控制单元80包括处理器82以及存储用于执行本说明书中描述的方法的计算机可执行指令的有形计算机可读介质或存储器84。存储器84包括控制应用86，以下另外详细讨论。控制应用86的技术效果为改进的LED颜色控制。
[0021]如在本说明书和权利要求中使用的术语计算机可读介质及其变体是指存储介质。在一些实施例中，存储介质包括易失性和/或非易失性、可移除和/或不可移除介质，例如像随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、固态存储器、或其他存储器技术、⑶ROM、DVD、BLU-RAY，或者其他光盘存储装置、磁带、磁盘存储装置、或其他磁性存储设备。
[0022]LED芯片通常称为LED管芯或半导体管芯。各种LED芯片设计包括侧向倒装芯片结构、侧向结构、和竖直结构。然而，本说明书中的教示内容也适用于其他LED芯片设计和LED器件设计。
[0023]通常，侧向结构包括位于LED芯片的底部的绝缘衬底(例如，蓝宝石或碳化硅)。对于侧向结构，触点放置在LED芯片的顶表面上(位于下述台面结构上)、与绝缘衬底相反。
[0024]通常，竖直结构包括位于LED芯片的底部的导电衬底(例如，铜或硅树脂)。对于竖直结构，触点放置在LED芯片的导电衬底的底表面上并且位于LED芯片的台面的顶表面上。
[0025]出于描述目的，使用术语“顶部”和“底部”。然而，应当理解，术语并不限制本说明书中描述的LED芯片的取向。另外，术语用来区分LED芯片的各个部分。
[0026]图2为根据示例性实施例的在蚀刻前的主要LED器件10的LED芯片50的横截面图。在图2中，LED芯片50具有侧向倒装芯片结构，并且包括形成在衬底102上的异质结构 100。
[0027]异质结构100包括半导体材料层。作为【背景技术】，类似半导体材料层是由单个层和元件编号表示。确切地说，异质结构100的层是由层110、112、114表示。然而，应当理解，每个层100、112、114通常包括了多个层。
[0028]LED芯片50包括台面结构120，所述台面结构120通过以下进一步详细描述的蚀刻工艺来由异质结构100形成。台面结构120包括LED台面部分122和H)台面部分124。
[0029]在示例性实施例中，层110、114的半导体材料为氮化镓(GaN)，并且层112的材料为氮化铝铟镓(AlInGaN)。在替代性实施例中，包括以下进一步详细描述的实施例，示例性半导体材料包括磷化铝镓铟(AlGaInP)、磷化镓(GaP)、它们的混合物等。
[0030]半导体材料层110、114被掺杂有杂质。层110为P型掺杂半导体层，并且层114为η型掺杂半导体层。在下文中，层110称为P型层，并且层114称为η型层。
[0031]有源层112位于η型层114的至少部分与P型层110的至少部分之间(例如，在ρ-η结处或附近)。有源层通常也称为发光层。
[0032]在替代性实施例中，异质结构100包括另外的层。在这样的实施例中，P型层110、有源层112、和η型层114维持相同相对位置，但层可不邻近彼此直接层压。
[0033]层110、114被掺杂以使得电流通过有源层112从P型层110 (阳极)流动至η型层114(阴极)。当电子遇到有源层112中的孔时，释放光能并发射光(由图3中的箭头116表示)。如在本说明书中使用的，使用术语光能，但也通常使用术语如光学功率、辐射功率、辐射能等。
[0034]图3为在蚀刻工艺后的图2的LED芯片50的横截面图。蚀刻工艺移除单片异质结构100的异质结构部分130、132、134。通过蚀刻工艺从单片异质结构100移除的异质结构部分130、132、1