本發(fā)明涉及l(fā)ed的領域，特別涉及具有集成開關的led。

背景技術：

經(jīng)過多年的研究，在led的領域內(nèi)，仍然存在大量正在進行中的發(fā)展。該發(fā)展近年來的主要重點是為改進的光輸出或效率（增加“流明美元比”）尋找解決方案。然而，與在照明應用中實現(xiàn)led技術相關聯(lián)的最大成本越來越多地由被驅(qū)動器機構(gòu)利用的組件所引起。

減少這些成本的一種方式是將驅(qū)動器功能集成到led自身內(nèi)，從而避免需要制造附加外部組件來實現(xiàn)這些驅(qū)動器功能。通常希望集成的一個特別的功能是經(jīng)由串聯(lián)開關來控制led的on/off狀態(tài)的能力。將開關集成到led管芯內(nèi)將消除對于昂貴的驅(qū)動器組件的需要的一部分。

耦合到led的串聯(lián)開關可以例如用于當其形成多通道系統(tǒng)中的一個通道時控制向著該led的電流的流動。通過對這樣的開關施加脈沖寬度調(diào)制信號，可以控制led利用其工作的占空比，并且因此可以控制所感知到的亮度。以這種方式，可以例如通過獨立地控制每一個通道來控制多通道系統(tǒng)的顏色。

耦合到led的并聯(lián)開關可以例如用于選擇性地旁路led。這可以例如在led根據(jù)經(jīng)整流的ac市電電壓的水平被旁路的抽頭線性驅(qū)動器中使用，從而避免需要昂貴的調(diào)節(jié)電流驅(qū)動器。

集成開關功能的一種方案是在led管芯上并入晶體管。然而，這需要在管芯內(nèi)提供具有特定摻雜的附加半導體層，并且這增加了制造這樣的led的成本。

因此，期望的是在led芯片內(nèi)集成開關功能（從而減少對用于控制led的on/off狀態(tài)的外部驅(qū)動器組件的需要）而不需要提供附加半導體層（正如例如在芯片內(nèi)集成晶體管將需要的那樣）的手段。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明由權(quán)利要求限定。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種led芯片，包括：

半導體襯底；

第一和第二外部端子；

連接在第一和第二外部端子之間的led結(jié)構(gòu)；

與第一和第二外部端子之間的該led結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接、或與該led結(jié)構(gòu)并聯(lián)連接的懸梁靜電開關；

第三外部端子；和

連接到第三外部端子、用于控制懸梁靜電開關的控制電極。

因此，提供了一種led芯片，其具有用于提供led結(jié)構(gòu)的靜電致動的集成機電開關。led結(jié)構(gòu)和懸梁開關兩者都在單個公共襯底上形成，并且控制電極（開關借助于該控制電極被靜電地致動）被內(nèi)部地集成在芯片內(nèi)。led結(jié)構(gòu)可以包括任何特定的半導體層布置，當跨過該布置提供電流時，led功能借助于該布置得到實現(xiàn)。

在串聯(lián)布置中，靜電開關和led結(jié)構(gòu)在兩個外部端子之間串聯(lián)，內(nèi)部端子在兩個外部端子之間。在并聯(lián)布置中，靜電開關和led結(jié)構(gòu)并聯(lián)，并且兩者都連接在兩個外部端子之間。

在串聯(lián)布置中，第一外部端子和內(nèi)部端子在此實例中為led結(jié)構(gòu)提供陽極和陰極（或反之亦然）。第一和第二外部端子為包括led及其相關聯(lián)的開關的集成模塊提供外部陽極/陰極端子。第三外部端子充當用于將設備在活動和非活動狀態(tài)之間切換的控制端子。通過經(jīng)由第三外部端子對控制電極施加電壓，懸梁變成被朝著電極靜電地吸引，并且通過隨之發(fā)生的向下位移來完成電路。在接地電壓施加到控制電極的情況下，懸梁保持在閑置（懸置）狀態(tài)，至少一個端部懸置在開關接觸部之一之上。

本發(fā)明的實施例從而有效地將mems開關技術集成到led管芯中，提供用于控制mems開關的外部接觸部（第三外部接觸部），同時在芯片級將開關的所有其他組件集成到led中。mems開關不需要附加半導體層和特定摻雜，從而與例如晶體管集成相比降低成本。此外，mems設備是成熟的技術，并且可以集成到使用標準半導體技術的led制作工藝中。

led結(jié)構(gòu)可以包括（至少）第一半導體層和在該第一半導體層之上的第二半導體層，每個層具有頂表面和底表面，并且其中第二半導體層部分地覆蓋第一半導體層的頂表面。

這些至少兩個半導體層-例如n摻雜和p摻雜的半導體層-具有不同的表面積并且相對于彼此堆疊，使得上層留下下層的部分被暴露。這兩者形成“階梯狀”結(jié)構(gòu)，使得下層的上表面的一個部分與上層形成結(jié)，并且第二部分提供自由表面，其用于例如向?qū)犹峁╇娏鳌?/p>

第一半導體層可以包括兩個電氣隔離的子部分，這兩個子部分由半導體層中的分隔通道隔離，并且在它們的底表面處通過半導體襯底物理地連接。

因此，下半導體層的暴露部分被分成兩個隔開的子部分：由上半導體層部分覆蓋、但部分暴露的第一子部分；以及完全暴露、并且通過分隔通道與第一子部分電氣隔離的第二子部分。第一子部分因此相對于上層形成如上所述的同一個“階梯狀”結(jié)構(gòu)，包括鄰近這兩個層之間的節(jié)的暴露的下層“凸緣”，而第二子部分在分隔通道的另一側(cè)形成隔開的“平臺”。

在該布置內(nèi)，串聯(lián)布置的內(nèi)部端子可以設置在下半導體層的一個子部分的頂表面上，第二外部端子可以設置在下半導體層的另一子部分的頂表面上，并且控制電極可以設置在分隔通道內(nèi)的表面上。

例如，根據(jù)此實施例，第一子部分的暴露“凸緣”可以容納內(nèi)部接觸部，由第二子部分形成的“平臺”容納第二外部接觸部，并且控制電極駐留在分隔通道內(nèi)。因此，控制電極可以在低于下半導體層的頂表面的水平處設置。

在一個具體實施例中，懸梁靜電開關可以延伸跨過隔開兩個子部分的分隔通道，該懸梁靜電開關具有物理和電氣地連接到第二外部端子或內(nèi)部端子中的任意一個的一個端部。

因此，懸梁開關包括懸臂式電極，其延伸跨過分隔通道，在一個端部處彈性地鉸接，在該端部處，其與毗鄰通道的兩個接觸部中的一個建立永久連接。另一端部在其自然（閑置）狀態(tài)下懸置在兩個接觸部中的另一個之上。由于電極在通道頂部之上跨越，通過向（設置在通道內(nèi)的）控制電極施加電壓，兩個電極可以被靜電吸引到彼此，并且因此使得開關的懸置端部與它的相應電氣接觸部接觸，并且完成電路。

在替代實施例中，懸梁靜電開關可以包括懸置在分隔通道之上的懸置壓板電極，其物理地連接到懸浮的橋電極，并與該橋電極電氣隔離，橋電極具有懸置在內(nèi)部端子之上的第一端部和懸置在第二外部端子之上的第二端部，并且其中兩個電極從鄰近下層定位的輔助支撐結(jié)構(gòu)鉸接，跨越分隔通道。

懸梁開關在這種情況下從輔助支撐結(jié)構(gòu)鉸接，該輔助支撐結(jié)構(gòu)定位在下層“后面”，具有延伸到下半導體層的頂表面的高度之上的高度，使得壓板電極和橋電極兩者可以通過與此升高的結(jié)構(gòu)建立物理連接而在半導體層之上懸浮。

橋電極在這種情況下不在分隔通道頂部之上跨越，而是替代地包圍分隔通道，圍繞該通道延伸。以這種方式，由控制電極產(chǎn)生的靜電場不需要干擾在內(nèi)部接觸部和第二外部接觸部之間經(jīng)過的電流（并且反之亦然）。在該示例中，開關的致動由控制電極和懸置壓板電極之間的靜電吸引促進，壓板電極與橋電極電氣隔離。壓板電極例如接地，使得其可以被吸引到控制電極，并且其可以具有用于此目的的連接端子。

橋電極可以通過經(jīng)過輔助支撐結(jié)構(gòu)的頂部之上來圍繞通道延伸。由于橋電極和壓板電極之間的物理連接，后者的靜電吸引還利用其拉動橋電極的兩端部，從而完成內(nèi)部端子與第二外部端子之間的電路。

上面結(jié)合串聯(lián)開關布置描述的一般的mems開關設計可以等同地適用于并聯(lián)開關布置，開關電氣連接在第一和第二外部端子之間，并因此與led結(jié)構(gòu)并聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造具有集成靜電開關的led芯片的方法，該方法包括：

在半導體襯底上提供led結(jié)構(gòu)；

提供第一和第二外部端子，并在這兩者之間連接led結(jié)構(gòu)；

提供與第一和第二外部端子之間的該led結(jié)構(gòu)串聯(lián)、或與該led結(jié)構(gòu)并聯(lián)的懸梁靜電開關；

提供用于控制懸梁靜電開關的控制電極；和

提供第三外部端子并將所述端子連接到控制電極。

提供led結(jié)構(gòu)可以包括提供第一半導體層和在該第一半導體層之上的第二半導體層，每個半導體層具有頂表面和底表面，并且其中第二半導體層部分地覆蓋第一半導體層的頂表面。

可以實施提供這種結(jié)構(gòu)的任何手段。例如，層可以外延生長（初始具有相同的表面積），并且隨后去除上層的部分。替代地，可以提供已經(jīng)具有這種結(jié)構(gòu)（其已通過單獨的工藝形成）的層。

該方法還可以包括在下半導體層的頂表面和底表面之間形成通道，從而提供具有兩個電氣隔離的子部分的下半導體層，兩個子部分在它們的底表面處通過襯底連接。

通過以這種方式形成兩個隔離的子部分，工藝步驟可以最少化，因為不需要獨立地制造如上所述的隔開的“平臺”部分。相反，開關機構(gòu)的制作完全集成到與led芯片的制作相同的工藝流程中作為整體，開關的元件由包含典型led芯片裝配件的標準半導體組件的操作形成。相比于作為外部驅(qū)動器組件將單獨制作的mems設備與led芯片組合，該集成可以例如降低成本并且簡化制造。

在這種布置內(nèi)，對于串聯(lián)布置，內(nèi)部端子可以提供在下半導體層的一個子部分的頂表面上，第二外部端子可以提供在下半導體層的另外的子部分的頂表面上，并且控制電極可以提供在分隔通道內(nèi)的表面上。

此外，平坦化層可以另外在分隔通道內(nèi)提供，并且控制電極可以在該平坦化層上提供。

這樣的平坦化層用于升高設置控制電極的水平，從而減小所述電極與上面的懸置開關之間的位移。更接近的間隔例如允許利用更低的電壓來致動開關。如果形成通道的方法在通道基部留下不平整的表面，則平坦化層更一般地可以簡單地提供在其上安裝控制電極的平坦表面。

替代地，控制電極可以簡單地設置在所形成的通道的底部，在通道基部處位于襯底的暴露部分上。

提供懸梁靜電開關可以包括在分隔通道之上形成犧牲層，在該犧牲層之上形成懸梁開關，并且隨后去除犧牲層以留下跨過分隔通道懸置的懸梁開關。

犧牲層允許通過以最終開關的期望形狀和期望高度沉積（或以其它方式形成）犧牲層來制作或形成開關的‘懸置’或未致動的形狀。然后可以或者通過模制，或者以其他方式在犧牲層之上形成開關，并且最終去除犧牲層以留下處于其懸置狀態(tài)的開關。

在一個實施例中，形成開關包括在分隔通道之上形成電極，第一端部物理和電氣地連接到內(nèi)部接觸部或第二外部接觸部中的任意一個，并且第二端部設置在內(nèi)部接觸部或第二外部接觸部中的另一個之上（由犧牲層隔開）。

根據(jù)該實施例，由此創(chuàng)建了懸臂式電極開關，其延伸跨過分隔通道，在一個端部處彈性地鉸接，在該端部處，其與毗鄰通道的兩個接觸部中的一個建立永久連接。另一端部在其自然（閑置）狀態(tài)下懸置在兩個接觸部中的另一個之上。

在替代實施例中，形成開關包括在犧牲層上形成定位于分隔通道之上的壓板電極，并形成電氣隔離但物理連接的橋電極，該橋電極具有設置在犧牲層上位于內(nèi)部端子之上的第一端部和設置在犧牲層上位于第二外部端子之上的第二端部。

在該實施例內(nèi)，還可以形成輔助支撐結(jié)構(gòu)，該輔助支撐結(jié)構(gòu)設置在襯底上，鄰近下層，并且跨越分隔通道，用于為懸梁靜電開關提供鉸鏈支撐。

通過在芯片的整個半導體層結(jié)構(gòu)之上沉積或形成平坦化介電材料的層，并且隨后（通過例如蝕刻）去除所形成的層的部分而僅留下形成支撐結(jié)構(gòu)的部分，支撐結(jié)構(gòu)可以例如在提供接觸端子之前形成。

替代地，支撐結(jié)構(gòu)可以在本方法的工藝流程之前（或另外在其內(nèi)）單獨制造，并且隨后在適當?shù)奈恢冒惭b到襯底層。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例，在附圖中：

圖1示出了具有集成機電開關的led芯片的第一示例實施例的示意圖示；

圖2示出了具有集成機電開關的led芯片的該第一示例實施例的簡圖；

圖3示出了具有集成機電開關的led芯片的第二示例實施例的簡圖；

圖4a-e示出了制造具有集成機電開關的led芯片的該第一示例實施例的示例方法中的步驟；

圖5a-h示出了制造具有集成機電開關的led芯片的該第二示例實施例的示例方法中的步驟；

圖6示出了具有集成機電開關的封裝led芯片的示例實施例；

圖7示出了各自具有串聯(lián)開關的led模塊的第一可能使用；并且

圖8示出了各自具有并聯(lián)開關的led模塊的第一可能使用。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種具有用于led的機電控制的集成靜電開關的led芯片。懸梁開關懸浮在導電控制電極之上，并且通過電極的充電，開關可被向下吸引以在led結(jié)構(gòu)和外部電極之間建立連接，或否則跨過led結(jié)構(gòu)建立連接。還提供了制造led芯片的方法，其中開關機構(gòu)的制造與led結(jié)構(gòu)的制造完全集成。

因此，本發(fā)明的實施例將mems開關設備集成在led芯片內(nèi)，這允許led的on/off控制，而不需要提供專用外部驅(qū)動器組件來實現(xiàn)該功能。對比晶體管開關，mems開關不需要專用半導體層，并且因此led芯片內(nèi)的集成既更簡單又更便宜。特別地，通過完全集成led元件和開關元件兩者的制作，芯片的制造可以包括完全線性的工藝流程，其利用與標準led制作技術基本類似的工藝。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的led芯片的簡單的第一示例實施例。具有兩個電氣隔離的子部分2a、2b的第一（下）半導體層設置在襯底層6上。兩個子部分由分隔通道8隔開，在分隔通道8內(nèi)安裝了控制電極10，其用于靜電地吸引懸置在上面的梁開關12。第二（上）半導體層14堆疊在下半導體層的第一子部分2a頂上，部分地覆蓋第一子部分的頂表面。第一外部端子16設置在所述上半導體層14的頂表面上。兩個半導體層適當?shù)兀ú⑶蚁鄬τ诒舜讼喾吹兀诫s，使得兩個堆疊的層形成ledpn結(jié)。內(nèi)部接觸部18安裝在第一下層子部分2a的暴露表面的頂部上，在該內(nèi)部接觸部之上懸浮著懸梁開關12的一個端部。懸梁的另一端部物理地和電氣地連接到第二外部端子20，后者安裝在下半導體層的第二子部分2b上。第一外部端子16和第二外部端子20一起包括經(jīng)組合的led和開關模塊的陽極和陰極連接（或反之亦然）。

第三外部端子附接到控制電極10，用于向控制電極提供外部電壓。在對控制電極施加適當電壓時，懸梁12變成被靜電吸引到電極，引起其懸置端部向下移位，并與內(nèi)部端子18建立接觸。然后在第一外部端子16和內(nèi)部端子18之間建立電氣連接，從而允許電流穿過連接在第一外部端子16和第二外部端子20之間的led結(jié)構(gòu)，在第一外部端子16和第二外部端子20之間流動。因此，控制電極10提供懸梁開關12的靜電致動和led芯片22的on/off控制。

在圖1的具體示例中，下層示出為包括n摻雜層，并且上層示出為包括p摻雜層。然而，應當理解，在替代實施例中，這些層可以在其順序方面顛倒。此外，其他示例可以包括具有更復雜結(jié)構(gòu)的led元件，其例如包括附加的中間半導體層。

根據(jù)該第一實施例的不同示例，可以提供附加的非半導體層。例如，可以在控制電極10之上施加隔離或介電層，以將層與包圍它的兩個下層子部分2a、2b和懸掛在上面的梁開關12二者導電地隔離。在一些示例中，該層可以包括sin的介電層。此外，通過選擇性地控制這樣的層的厚度，可以控制控制電極與梁開關之間的間隔距離。使隔離層更薄將導致芯片的致動需要更低的控制電壓。

還應當注意，盡管在給出的示例中，第一下半導體層子部分2a和第二下半導體層子部分2b通過分隔通道8或間隔道電氣隔離，但是不同的實現(xiàn)這種隔離的方法也是可能的。例如，兩個子部分可以由施加在下層頂上的隔離層隔開，或者，第二子部分可以例如包括升高的部分，該升高的部分通過絕緣層與該層的其余部分電氣隔離。

在一個實施例中，襯底層可以包括藍寶石襯底層，諸如圖案化藍寶石襯底（pss）。相比于更常規(guī)的襯底構(gòu)成的led，圖案化藍寶石襯底led具有亮度增加的優(yōu)點。藍寶石襯底表面上的圖案化減少了在到達襯底邊界后被往回反射到led中的光的量，并且因此改進了元件的整體亮度。然而，在替代的實施例中，根據(jù)特定的光輸出或制造規(guī)格，并且與制作時的可用技術相一致，可以為襯底使用任何合適的材料。

在圖2中示出了如上面描述的第一實施例的示例的簡圖。控制電極10由隔離介電層30覆蓋，并且在懸梁12下方坐落于分隔通道8中。梁跨越安裝到第一下半導體層子部分2a的內(nèi)部端子18和安裝到第二下層子部分2b的表面的第二外部端子20（或‘n接觸部’）之間。第一外部接觸部16（或‘p接觸部’）安裝到p摻雜上半導體層14的表面。

雖然該第一實施例受益于非常簡單的設計和結(jié)構(gòu)，但是它也遭受led自身的驅(qū)動電壓影響控制電極和懸梁之間的相互作用的缺陷。由于驅(qū)動電流由與促進芯片的靜電切換完全相同的組件承載，靜電作用可能受到通過電流的影響。

為了規(guī)避這種情況，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，懸梁開關被分成兩個隔開的（并且電氣隔離的）元件：一個用于承載led驅(qū)動電流，并且另一個用于與控制電極靜電地相互作用。

在圖3中示出了該第二實施例的第一示例的簡圖。根據(jù)該示例，懸梁靜電開關12包括懸置在分隔通道8之上的懸置壓板電極34（在該分隔通道內(nèi)設置控制電極10）和懸浮的橋電極36（該橋電極具有懸置在內(nèi)部端子18之上的第一端部和懸置在第二外部端子20之上的第二端部）。懸置壓板電極通過接觸端子接地。懸浮的橋電極的兩端部通過支撐絕緣層38物理地連接到壓板電極。兩個電極物理地附接到輔助支撐結(jié)構(gòu)42，該輔助支撐結(jié)構(gòu)包含絕緣材料，并且定位于分隔通道的一個端部‘后面’，安裝到襯底的鄰近部分。兩個電極一起構(gòu)成了懸梁開關，該懸梁開關從支撐結(jié)構(gòu)“鉸接”，以便當閑置時在接觸部18和20之上懸浮，并且當被致動時向下變形。

當對控制電極10施加電壓時，壓板電極34被靜電吸引，并且由于物理連接層38，利用其拉動橋電極36，橋電極的兩端部分別與內(nèi)部接觸部18和第二外部接觸部20建立接觸，從而跨過芯片完成電路。

由于壓板電極34與橋電極36電氣隔離，在開關被激活的情況下，led驅(qū)動電流不干擾開關的靜電致動。

物理連接層可以包括任何合適的絕緣或介電材料，諸如例如sin。

在其他示例中，實施例可以包括附加的絕緣、介電或支撐層。在一個示例中，分隔通道8被平坦化介電層46部分地填充，并且控制電極10設置在所述層之上。這樣的平坦化層用于升高控制電極被設置的水平，從而減小所述電極與上方的懸置開關之間的位移。更接近的間隔例如允許以更低的電壓致動開關。如果形成通道的方法在其基部留下不平整的表面，則平坦化層更一般地可以簡單地提供在其上安裝控制電極的平坦表面。

此外，如在第一實施例中，控制電極（在一個示例中）可以由（sin的）介電或絕緣層覆蓋，用于提供與上方壓板電極34的絕緣或間隔。該（一個或多個）介電層的厚度確定了控制電極和壓板電極之間的間隔距離，并且因此確定了開關的致動所需的電壓。

為了防止由于第二外部接觸部20和橋電極36的相應懸掛（overhanging）端部之間的電壓差（以及因此靜電吸引）導致的意外致動，橋電極右手側(cè)的表面可能在某些示例中具有非常小的尺寸，以便最小化靜電力。

led與靜電開關的裸片級（die-level）集成允許使用線性工藝流程構(gòu)建芯片，該工藝流程利用與標準led制作技術基本類似的工藝。特別地，芯片的開關組件可以集成到包括典型led芯片的傳統(tǒng)半導體層結(jié)構(gòu)的簡單操控中，并且實際上部分地由該簡單操控制作。此外，對工藝流程的修改，或工藝流程內(nèi)所需的附加步驟典型是在mems設備制作的領域內(nèi)已經(jīng)眾所周知的步驟或過程。因此，下面描述的方法僅僅構(gòu)成在它們各自的技術領域內(nèi)眾所周知的制作技術的集成，并且此外，已經(jīng)存在針對所述方法的成熟技術用于實施。

在圖4a-e中圖示了用于制作如上所述的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的led芯片的第一示例工藝流程中的階段。

圖4a示出了在形成led結(jié)構(gòu)之后、但在形成mems開關之前的結(jié)構(gòu)。如圖4a所示，首先提供襯底層6，其具有設置在其表面上的堆疊的下半導體層2a、2b和上半導體層14，下半導體層包括由分隔通道8隔開的兩個隔離的子部分2a、2b，其中第一子部分具有由上層14部分覆蓋的頂表面，并且第二子部分2b具有暴露的頂表面。第一外部端子16被提供到上半導體層14的表面，并且內(nèi)部接觸部18被提供到下半導體層的第一子部分2a的頂表面的暴露部分?？刂贫俗?0在分隔通道8內(nèi)提供，并且外部接觸端子（未示出）連接到控制端子以施加外部控制信號。

在一個示例中，上半導體層14和下半導體層2a、2b在襯底層6上外延生長，并且隨后通過光刻蝕刻原位成形以形成圖4a中描繪的結(jié)構(gòu)。例如，上半導體層和下半導體層可以初始地在襯底6上生長，各自覆蓋相同面積的襯底（上層完全覆蓋下層的頂表面）并且隨后層的部分被去除以便形成圖4a的結(jié)構(gòu)。特別地，首先去除上半導體層14的部分，并且隨后穿過下半導體層2形成分隔通道8以形成兩個隔離的下層子部分2a、2b。

在已形成圖4a的半導體層結(jié)構(gòu)的情況下，接觸端子16、18、10然后被提供到它們的相應表面。通過金屬層在對于接觸部的期望地點的受控沉積和圖案化，接觸部在原位形成。

應當注意，盡管在圖4的具體示例中，方法被示出為包括在p摻雜層下面提供n摻雜層，但在替代實施例中，這些層可以形成為具有交替的順序以創(chuàng)建pn結(jié)。此外，在某些實施例中，還可以提供附加的中間半導體層，例如在p層和n層之間的多量子阱堆疊。

如圖4b中所圖示的，在已設置了金屬接觸部16、18、10的半導體層結(jié)構(gòu)已被提供/形成的情況下，在分隔通道8內(nèi)提供兩個堆疊的層：覆蓋控制端子10的介電或絕緣層50，以及在所述第一層50的頂上第一犧牲層52。在一些示例中，介電或絕緣層可以包括例如sin。犧牲層可以包括例如sio2。然而，可以替代地使用任何合適的材料，其中犧牲層包括可被容易地蝕刻掉，而留下介電層在適當位置的材料。在反應器中的一個沉積行程期間，可以依次添加兩個層50、52。在這些沉積步驟之后，層被蝕刻。

在第一犧牲層52之上隨后提供第二犧牲層54（如圖4c中所圖示），該層延伸跨過分隔通道8的頂部，并且至少部分地覆蓋內(nèi)部端子18，并且部分地覆蓋下半導體層的第二子部分2b的頂表面的節(jié)段。第二犧牲層然后也是sio2并且達到在由內(nèi)部端子18形成的接觸電極的高度之上的高度。

如圖4d所示，懸梁電極/開關12在第二犧牲層54頂上形成。因此，第二犧牲層被沉積和/或圖案化以便跨過其頂表面呈現(xiàn)懸掛梁12所期望的特定形狀。懸梁電極12形成為覆蓋第二犧牲層54的上表面并且至少部分地覆蓋第二下層子部分2b的頂表面。因此，形成了懸置開關和第二外部接觸部20兩者，第二外部接觸部用于當芯片在使用中時為led提供驅(qū)動電流。

懸置開關12的形成可以包括例如跨過犧牲層54沉積金屬層，并且圖案化或蝕刻該層以便僅覆蓋犧牲層54和第二子部分2b的期望部分。

如圖4e所示，在已形成懸置電極12的情況下，兩個犧牲層52、54被去除以留下懸置開關12在一個端部處物理地和電氣地連接到形成的第二外部接觸部20，并且在另一端部處懸置在內(nèi)部接觸部18之上。

犧牲層的去除可以例如通過蝕刻來執(zhí)行。在特定情況下（例如提供包含sin的介電層50，并且提供包含sio2的犧牲層52、54），犧牲層可以通過氫氟酸（蒸氣/濕蝕刻）來蝕刻掉。sin對氫氟酸有抗性，并且因此在蝕刻工藝之后將作為介電層52保留在控制電極頂部上以確保良好的隔離。

由圖4a-e描繪（并在上面描述）的示例制造方法具有下述特定優(yōu)點：在所需單獨工藝步驟的數(shù)量和在各種層內(nèi)利用的不同材料的數(shù)量的方面的顯著簡約。然而，如上面提到的，通過該方法制造的特定實施例具有l(wèi)ed自身的驅(qū)動電壓影響開關的致動行為的缺點。

因此，在圖5a-h中描繪了制造如上所述（并在圖3中示出）的本發(fā)明的第二實施例的示例方法中的工藝步驟。如圖5a所示，該方法包括首先提供襯底層6，其具有設置在其表面上的堆疊的n和p摻雜半導體層，下（n摻雜）層2a、2b被分隔通道8分成兩個隔離的子部分，第一子部分2a由上半導體層14部分地覆蓋，并且第二子部分2b具有暴露的上表面。因此，該方法再次在led結(jié)構(gòu)的常規(guī)形成之后描述。

圖5b示出了該方法的下個階段，其中圖5a的半導體層結(jié)構(gòu)由平坦化介電層60覆蓋或“填充”。平坦化介電層在一個示例中可以包含苯并環(huán)丁烯的層，但可以在其他示例中包括不同的材料。如圖5c所示，平坦化介電層隨后被往回圖案化和蝕刻，以便部分地填充分隔通道8。輔助支撐結(jié)構(gòu)42也通過所述圖案化和蝕刻工藝形成（為了清楚起見，輔助支撐結(jié)構(gòu)未在圖5中示出，但在本發(fā)明的第二實施例的圖3描繪中示出），該輔助支撐結(jié)構(gòu)設置在圖5c中描繪的層結(jié)構(gòu)“后面的”襯底6的部分上，鄰近分隔通道8的一個端部，并跨越兩個下半導體層子部分2a、2b之間。

在平坦化介電層60的蝕刻/圖案化之后，外部和內(nèi)部接觸端子16、18、20被提供到半導體層的相應表面，并且控制端子10被提供到設置在分隔通道內(nèi)的平坦化介電層的頂表面。還提供了第三外部端子（未示出），其與控制端子連接，用于傳送外部電壓。如在第一示例制造方法中那樣，這些端子典型通過沉積和圖案化在原位形成。

在提供了接觸端子的情況下（如圖5d所示），提供介電材料的層64，其覆蓋控制端子10，并且在介電層頂上提供第一犧牲層66，所提供的這兩個層具有組合厚度，使得第一犧牲層的頂表面與相鄰接觸端子18和20的頂表面對齊。然而，電極的對齊是可選的。在一些示例中，犧牲層可以包括sio2的層。然而，技術人員將理解，存在用于犧牲層的構(gòu)成的其它這樣的材料。介電層64用于提供壓板電極的電氣隔離。

如圖5e所描繪的，隨后沉積第二犧牲層68，其覆蓋內(nèi)部端子18和第二外部端子20的頂表面的全部，并且延伸跨過第一犧牲層66頂部，以覆蓋分隔通道8。

隨著第二犧牲層68就位，隨后形成懸梁開關的金屬組件。如上面描述的，在本發(fā)明的第二示例實施例中（見圖3），懸梁開關包括電氣隔離的橋電極36和壓板電極34。橋電極具有懸置在內(nèi)部端子之上的第一端部36a和懸置在第二外部端子之上的第二端部36b。壓板電極34物理地懸浮在分隔通道8及設置在該分隔通道中的控制電極10之上。如圖3所示，橋電極36和壓板電極34兩者與輔助支撐結(jié)構(gòu)42物理地連接，橋電極經(jīng)由輔助支撐結(jié)構(gòu)的頂表面跨越兩個下層子部分2a、2b之間。因此，在橋電極和壓板電極的形成中，如通過圖5f圖示的，沉積（和圖案化）第一金屬層，其從第一端部端子36a‘向后’延伸到后面的輔助支撐結(jié)構(gòu)（未示出），跨過支撐結(jié)構(gòu)的頂表面，并且再次‘向前’延伸，以形成第二端部端子36b。在兩個端部端子之間形成壓板電極34，壓板電極‘向后’延伸以與支撐結(jié)構(gòu)42建立物理接觸，而不與所沉積的橋電極36建立物理接觸。

在形成金屬接觸元件36a、36b、34時，這些元件被介電層72覆蓋（見圖5g）。介電層用于將這三個接觸點物理地結(jié)合在一起，以便形成作為單個實體移動的一體的懸梁開關結(jié)構(gòu)12。

在該介電層的沉積（或其他應用）之后，通過例如蝕刻來去除第一和第二犧牲層66、68（見圖5h），留下壓板電極34和橋電極36分別懸置在內(nèi)部和第二外部端子以及控制電極之上。

當使用mems致動器來進行切換時，密封設備對于確保設備的正常運行和對于最大化壽命來說是重要的。因此，根據(jù)多個實施例，led芯片可以包裹在包裝布置內(nèi)。在電子封裝的領域中存在能夠氣密地密封電氣設備的敏感部件的若干技術。

圖6示出了這種布置的簡單示例，其中包括led芯片的第一上述實施例的裝置被包裹在封蓋結(jié)構(gòu)76內(nèi)，該封蓋結(jié)構(gòu)氣密地密封設備的組件，阻隔其與周圍環(huán)境。封蓋結(jié)構(gòu)可以由玻璃形成，并且在一些示例中可以另外由磷光體覆蓋，以便創(chuàng)建白光led。在以這種方式密封裝置的情況下，到第一、第二和第三外部端子的連接將需要在密封件外部確定路線。也可以考慮用于包裝led芯片的其它方法。

上述示例創(chuàng)建了包括led和串聯(lián)開關的led模塊?？赡苡卸鄠€led在每個芯片內(nèi)串聯(lián)。開關可以替代地與led并聯(lián)，并且可以應用相同的基礎工藝方案。

例如，通過將接觸部16、18用作外部陽極和陰極端子，并且將接觸部16和20電氣連接在一起，可以形成并聯(lián)架構(gòu)。以這種方式，二極管在外部接觸部18和16（=20）之間，并且開關也在外部接觸部18和16（=20）之間。在這種情況下，電極18需要被制作得較大，使得其可以既用作外部端子，并且又用作靜電梁的接觸端子。

因此，可以使用相同、但具有一個附加的內(nèi)部連接的結(jié)構(gòu)來形成并聯(lián)布置。

在另一布置中，所有三個接觸部16、18、20可以作為外部端子來提供，并且外部互連然后可以確定開關是作為串聯(lián)開關還是并聯(lián)開關來耦合。整體模塊于是將具有四個外部端子。

當然，其它不同的設計可以用于串聯(lián)版本和用于并聯(lián)版本。為了避免共享電極，led和開關可以利用五個外部端子（兩個用于led、三個用于開關）在芯片內(nèi)完全獨立。建立的外部連接然后可以確定組件是串聯(lián)還是并聯(lián)。

圖7示出了具有集成串聯(lián)開關的led模塊的一種可能的使用。存在示出為并聯(lián)的三個模塊。每個模塊80提供不同顏色的輸出，諸如紅色、綠色和藍色，或白色、冷白色和暖白色。每個顏色起通道的作用，并且例如利用pwm（脈沖寬度調(diào)制）信號來控制開關以控制來自每個通道的光貢獻。

圖8示出了具有集成并聯(lián)開關的led模塊的一種可能的使用。存在示出為串聯(lián)的三個模塊90。并聯(lián)開關控制電路中有多少個模塊?？梢愿鶕?jù)經(jīng)整流的市電信號水平來選擇被使用的模塊的數(shù)量，從而簡化所需要的驅(qū)動器。因此開關利用經(jīng)整流的市電電壓信號被同步地控制。

存在可利用與led相關聯(lián)的串聯(lián)或并聯(lián)開關的其他電路。

通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，本領域技術人員在實踐所要求保護的發(fā)明時，可以理解和達成對所公開實施例的其它變型。權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元素或步驟，并且不定冠詞“一（a或an）”不排除復數(shù)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉某些措施的純粹事實并不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應解釋為限制范圍。