具有集成薄膜晶体管电路的半导体器件的制作方法

本申请要求2016年4月21日提交的美国专利申请序列号15/135,217，“semiconductordeviceswithintegratedthin-filmtransistorcircuitry”的优先权；美国专利申请序列号15/135,217依据35u.s.c.§119(e)要求2015年12月21日提交的名为“monolithicallyintegratedtftdrivenledarraydisplaypanelsandmethodsofmakingsuch”的美国临时专利申请序列号62/270,375的优先权。所有前述内容的主题通过引用整体并入本文。

背景

1.技术领域

本公开一般地涉及具有集成薄膜晶体管(tft)电路的半导体器件，例如，具有与对应的tft像素驱动器集成的外延生长的发光二极管(led)的显示器。

2.

背景技术：

与薄膜晶体管技术结合的有源矩阵液晶显示器和有机发光二极管(oled)显示器在当今商业电子设备中日益流行。这些显示器广泛地用在个人笔记本电脑、智能电话以及个人数字助理中。数百万的像素一起在显示器上创建图像。tft用作单独地打开以及关闭像素的开关，使像素呈现出明亮或者阴暗，这允许方便并且高效地控制每个像素以及整个显示器。

然而，传统的tft-lcd显示器和tft-oled显示器受困于低发光效率，导致高功耗以及有限的电池运行时间。传统的无机半导体发光二极管(led)已经证明了优异的发光效率，这使有源矩阵液晶显示器更适用于电池供电的电子设备。然而，在有源矩阵led显示器中，将tft驱动电路与发光二极管(led)结合具有缺陷。例如，tft驱动器电路通常在一个晶片上制造，并且led在单独的晶片上制造。然后，可以通过接合晶片的焊料凸点连接两个晶片上的器件。备选地，led可以单独地被选取并放置在包含tft电路的晶片上。然而，这些类型的过程低效且昂贵。

因此，需要将tft电路与非tft电路(例如，led)进行更好的集成。

技术实现要素：

各种实施例包括一种半导体器件，其具有与其他非tft功能器件单片集成的薄膜晶体管(tft)电路。一个示例是集成led显示面板，其中led阵列与对应的tft驱动器电路集成。tft驱动器电路通常是驱动led的像素驱动器阵列。

在一个方面，led外延生长在衬底上以形成包含多个led管芯的led晶片。tft驱动器电路随后被直接制造在相同的衬底上。tft像素驱动器阵列电连接到led阵列以驱动led。

在另一途径中，tft驱动器电路生长在衬底上，并且led被制造在单独衬底上。然后，led晶片通过将led接合到tft像素驱动器而被倒装芯片接合到tft晶片。以此方式，led与tft像素驱动器单片集成。

除led以外，非tft功能器件的其他示例包括垂直腔面发射激光器(vcsel)、分布式反馈激光器(dfb)、硅光子器件、光电检测器、微机电系统(mems)器件和电力电子器件。除tft驱动器电路以外，其他tft电路的示例包括电流驱动器、电压驱动器、跨阻放大器、逻辑电路以及控制非tft功能器件的其他tft电路。

其他方面包括部件、设备、系统、改进、包括制造方法的方法和工艺、应用以及与上文中的任何方面相关的其他技术。

附图说明

本公开的实施例具有其他优势和特征，当结合附图，从以下详细描述以及所附权利要求中将更显而易见到这些优势和特征，其中：

图1a-图1d是根据各种实施例的具有集成到led管芯上的tft像素驱动器的显示面板的不同示例的横截面图。

图2是根据一个实施例的使用同一颜色led以及不同颜色的磷光体的多色显示面板的示例的横截面图。

图3是根据一个实施例的示例led显示面板的俯视图。

图4是根据一个实施例的具有单片集成到包含tft驱动器电路的衬底上的led的示例led显示面板的横截面图。

图5a是根据一个实施例的通过晶片接合以及衬底移除制造的多色tft-led显示面板的横截面视图。.

图5b是根据一个实施例的没有移除衬底的通过晶片接合制造的透明tft-led显示面板的横截面图。

图6是根据一个实施例的tft像素驱动器的电路图。

附图仅出于说明的目的描绘了各种实施例。本领域技术人员将从以下讨论中容易地认识到，可以采用本文所示的结构和方法的备选实施例而不脱离本文所述的原理。

具体实施方式

附图以及以下描述仅以说明的方式涉及优选实施例。应当注意，从以下讨论中，将容易认识到本文公开的结构和方法的备选实施例可以在不脱离所要求保护的原理的情况下采用可行的备选方案。

图1a是具有与led104一起集成到led管芯上的tft像素驱动器108的显示面板100的一个示例的横截面图。在图1a中，led104阵列首先外延地生长在衬底102上，形成led晶片(或者是包含多个led管芯的晶片)。tft驱动器电路(其是tft像素驱动器108的阵列)随后被直接制造在led晶片上。在该示例中，tft像素驱动器108是底栅tft晶体管，并且绝缘介电层114将底栅108c与下层衬底102分离。

为清楚起见，图1a在显示面板100上仅呈现了两个led104以及两个tft像素驱动器108，其中一个像素驱动器108被连接以驱动一个led104。应当理解，完整的显示面板100将包括很多的led104以及tft像素驱动器108。在完全可编程显示面板中，led和像素驱动器被以阵列布置，以形成个体可寻址的像素(优选为彩色像素)阵列。在备选实施例中，显示面板可以具有更有限的可编程性，并且像素可以以不同的几何形状布置。另外，像素驱动器与led之间不一定存在一对一的对应关系。例如，每个像素驱动器可以驱动两个或更多个并联电连接的led。

返回图1a，更详细地，集成led显示面板100如下制造。衬底102是在其上制作led104和tft像素驱动器108两者的衬底。在一个实施例中，衬底102是gaas衬底。在另一实施例中，衬底102是透明衬底(例如，蓝宝石衬底)。在此情况下，除了从顶侧以外，可以通过显示面板的底侧看见显示面板100上的图像。方便起见，“底部”、“下方”以及类似的术语指朝向衬底102的方向(图1a中的向下方向)，以及“顶部”、“向上”以及类似的术语指朝向led104和tft电路(图1a中的向上方向)的方向。其他示例衬底包括gap、inp、sic、zno和si衬底。

led104的阵列的外延层生长在衬底102上。该底部外延层103形成led104底部n型层104b。额外层通过外延生长以形成p型层104a以及在n型层和p型层之间的有源区104c。通过有源层移除外延层的一部分以暴露n型层103，将个体led104相互隔离。晶片——将被称为led晶片——现在包含具有在衬底上外延生长的led104的阵列的衬底。最终，led104的n型层104b将通过接地接触105接地，并且p型层104a将通过导电迹线106连接到tft像素驱动器108。

然后，tft驱动器电路被集成到led晶片上。绝缘介电层114被形成在暴露的led外延层103的顶部上，横向上位于相邻的led104之间。绝缘介电层114将每个tft像素驱动器108的栅极180c与下层n型层103隔离，否则下层n型层103将会暴露。绝缘层114可以包括sio2、sinx、sionx、al2o3、aln以及优选能够承受至少300℃的温度而不会发生明显的分解或者变形的其他介电材料。制造方法可以包括pecvd、lpcvd、溅射沉积、电子束沉积以及原子层沉积。tft像素驱动器108周围的其他白色区域也是介电区域117，通常用于介电绝缘和/或钝化。介电区域117可以与介电层114由相同或者不同的材料制成。

tft像素驱动器108的阵列直接制造在绝缘介电层114的顶部上。个体tft像素驱动器108中的每一个被电连接以控制对应的led104。在一个实施例中，tft像素驱动器以及led被形成在可寻址的阵列中，从而图像数据可以被方便地读取到显示面板的每个像素中。

在此示例中，tft像素驱动器108是用于led104的电流驱动器，并且通常需要两个晶体管和一个电容器(2t1c配置)。图1中仅呈现了tft像素驱动器108的一个驱动tft晶体管，并且该晶体管被直接连接到该led104。(多个)其他晶体管和电容器(图1a中未呈现)被连接到此处所呈现的驱动tft晶体管的栅极108c。当电路扫描/设定其余像素时，(多个)其他晶体管设定栅极108c的栅极电压并且电容器保持栅极108c的栅极电压。

图6是这种tft像素驱动器608的电路图。在此示例中，tft像素驱动器608包括两个晶体管和一个电容器630，其中一个晶体管是控制晶体管610，另一个晶体管是驱动晶体管620。在此示例中，控制晶体管610被配置为使其栅极连接到扫描信号总线650，使其一个源极/漏极连接到数据信号总线660，以及另一源极/漏极连接到存储电容器630以及驱动晶体管620的栅极。驱动晶体管620的一个源极/漏极被连接到电压源vdd，并且另一漏极/源极被连接到led604的p型电极。如上文在图1a中所述，led604的n型电极被连接到电容器630以及接地。在此示例中，当扫描信号650打开控制晶体管610的栅极时，数据信号660对存储电容器630充电并且设定驱动晶体管620的栅极电压，该栅极电压控制了流过led604的电流。此处的存储电容器630被用于保持驱动晶体管620的栅极电压，从而在扫描信号650在设定其他像素的时间期间保持流过led604的电流。其他像素驱动器设计将是显而易见的，例如在美国临时专利申请第62/214,395号，名称为“monolithicactiveorpassivematrixledarraydisplaypanelsanddisplaysystemshavingthesame”中所描述的，该专利申请通过引用并如本文。

返回图1a，图1中呈现的驱动tft晶体管包括源极108a、栅极108c以及漏极108b、非晶硅层108d以及介电区域108e。非晶硅层108d是用作用于形成晶体管的半导体材料的薄膜硅层。如果非晶硅层108d位于led104与观察者之间，则其优选地足够薄以使其透明，从而允许光穿过。如果非晶硅层108d不在从led104开始的光学路径中，则其不必须是透明的。介电区域108e将源极/漏极108a/b与栅极108c隔离。栅极108c控制在源极和栅极之间的电流流动。

在图1a中，源极108a经由接触112被连接到外部电压源vdd，并且漏极108b被连接到led104的p型层104a。当栅极被导通时，电流从vdd通过tft像素驱动器108和led104流向地。当栅极断开时，电流流动停止。以此方式，led104可以被控制。像素驱动器108的栅极108c是可单独控制的。以此方式，整个显示面板可以被控制。另外，在显示面板100上的led104可以被以二进制方式(完全接通或者完全切断，并且灰度由时间占空比来实现)进行控制，或者它们可以以模拟方式控制。在图1a中，tft像素驱动器108是底栅tft晶体管。

图1a仅是示例。其他设计将是显而易见的。作为一个示例，led104并非需要在顶部具有p型层104a以及在底部具有n型层104b。p型层可以在底部上。如另一示例，led是纳米线芯-壳(core-shell)led，其中n型gan纳米线形成芯，并且发光有源区和p型gan型层形成覆盖纳米线芯的表面的壳。

其他设计也可以被用于tft像素驱动器108。作为一个示例，在tft像素驱动器中使用的tft晶体管不需要是如图1a所呈现的是底栅型tft。tft晶体管也可以是顶栅型tft。驱动晶体管可以是p型场效应晶体管(pfet)或者是n型场效应晶体管(nfet)。名称为“monolithicactiveorpassivematrixledarraydisplaypanelsanddisplaysystemshavingthesame”的美国临时专利申请第62/214,395号中描述了像素驱动器设计的额外示例，该申请以引用方式并入本文中。

在图1a中，迹线106将tft像素驱动器108与led104电连接。整个像素具到该像素之外的三个额外连接：一个通过接触112接vdd，一个通过接触105接地以及一个接自栅极108c以接收控制该像素的信号。也可使用其他方式形成这些连接。

图1b是具有与led124一起集成在led管芯上的tft像素驱动器128的另一示例显示面板的横截面图。与图1中呈现的显示面板100类似，图1b中呈现的显示面板120包括集成在衬底122上的led外延层以及tft驱动器电路。在图1b中，衬底122是绝缘衬底。绝缘衬底122可以是透明衬底(例如，用于蓝色led或绿色led的蓝宝石衬底)，以形成自显示面板120的底侧透射的透明显示器，这进一步允许从两侧看透显示面板的图像。

led外延层生长在绝缘衬底122上以形成led124的阵列。外延层123被向下移除到衬底122以将个体led104隔离。

由于衬底122是绝缘的，因此不存在另外的绝缘介电层(例如，图1中的层114)。反而，tft像素驱动器128被直接集成在绝缘衬底122上。tft像素驱动器128是底栅型tft晶体管。

与图1a中呈现的显示面板100类似，电源电压vdd经由vdd接触132被连接到tft像素驱动器128的源极。tft像素驱动器128的漏极被连接到led124的p型层。led124的n型层经由接地接触125被连接到地。tft像素驱动器128的栅极是可独立寻址的，并且与图1a的显示面板100相同的方式控制led。

图1c和图1d呈现了具有与led144、164一起集成在led管芯上的tft像素驱动器148、168的其他示例led显示面板140、160。在这些示例中，外延层生长在衬底142和162上。外延层143和163被横向划分为不同的单元。这些单元150、170中的一些被用于形成led144、164。为方便起见，这些横向单元将被称为led外延单元150、170。其他单元149、169用于支撑tft像素驱动器148、168。

在图1c中，tft像素驱动器148是底栅型tft晶体管。在外延单元149的顶部上制造绝缘介电层151，并且在绝缘介电层151的顶部上直接制造底栅型tft晶体管148。tft像素驱动器148和led144与图1a-图1b类似地进行连接。电源电压vdd经由vdd接触152被连接到tft像素驱动器148的源极。tft像素驱动器148的漏极被连接到led144的p型层。led144的n型层经由接地接触145被连接到地。tft像素驱动器148的栅极是独立可寻址的并且控制led144。

在图1d中，tft像素驱动器168是顶栅型tft晶体管。在此示例中，tft像素驱动器168横向地部分位于led外延单元170上方，以促进从像素驱动器168的漏极到led164的p型层的接触。tft像素驱动器168横向地部分位于非led外延单元169上方。在功能上，tft像素驱动器168与led164之间的电连接与图1a到图1c中的电连接相同。电源电压vdd经由vdd接触172被连接到tft像素驱动器168的源极。tft像素驱动器168的漏极被连接到led164的p型层。led164的n型层经由接地接触165被连接到地。tft像素驱动器168的栅极是可单独寻址的并且控制led164。

如下所述，可以通过在上文图1a-图1d中呈现的器件结构来实现单色和多色led显示面板两者。单色led显示面板可以由其中全部led是同一颜色的led阵列来实施。在一个备选设计中，单色显示面板可以由不同颜色的led来实施，这些led以产生单个颜色的方式被控制。例如，如果红色led、绿色led和蓝色led总是被一起接通(例如，不具有独立的像素驱动器)，则其可以被用于实施单色白色显示器。例如，可以通过使用不同颜色的led和/或不同颜色的磷光体或者颜色转换纳米粒子来实现多色显示器。图2中呈现了一些示例。

图2是根据一个实施例的具有与蓝色led222、224、226一起集成在相同衬底上的tft驱动器电路的一个示例多色led显示面板的横截面图。在图2中，显示面板200包括成对的蓝色led和tft像素驱动器，其形成个体像素252、254、256。每个像素的tft-led结构与图1b中所呈现的相同，尽管任何其他的结构也可以被使用。尽管led222、224、226全部是蓝色led，但是不同的磷光体被用于实施不同的颜色。像素252使用由蓝色led222激发的红色磷光体242来实施显示面板的红色像素。像素254使用由蓝色led224激发的绿色磷光体244来实施显示面板的绿色像素。像素256是蓝色像素，因此蓝色led226无需磷光体。在另一示例中，可以使用纳米粒子来代替磷光体。除了直接颜色转换(其将led发射的波长直接转换成各种颜色的波长)之外，可以首先将led发射的波长转换成白色(例如，通过磷光体和/或纳米粒子)并且然后使用颜色滤波器来实现各种颜色的像素以形成多色显示面板。

另外，除了蓝色led以外，其他波长的led可以与其他类型的磷光体结合以形成多色显示面板。在一个途径中，使用紫外线(uv)led来替代蓝色led，并且每个像素包括磷光体(或者其他颜色转换元件)：用于红色像素的红色磷光体、用于绿色像素的绿色磷光体，以及用于蓝色像素的蓝色磷光体。多色led显示面板还可以在无需磷光体层的情况下通过使用不同颜色的led来形成。

图3是根据一个实施例的示例led显示面板300的俯视图。显示面板300包括数据接口310、控制模块320以及像素区域340。数据接口310接收定义待显示的图像的数据。该数据的(多个)源以及格式将根据应用而变化。控制模块320接收传入数据并且将其转换成适合于驱动显示面板中的像素的形式。控制模块320可以包括数字逻辑和/或状态机，以将接收的格式转换成适于像素区域340的一种格式；移位寄存器或者其他类型的缓冲器和存储器，用于存储和传递数据；数模转换器和电平移位器；以及包括时钟电路的扫描控制器。

像素区域340包括像素阵列。像素包括与tft像素驱动器单片集成的led344，例如上文或者以下附图中所述。在此示例中，显示面板300是彩色rgb显示面板。其包含布置成列的红色、绿色和蓝色像素。列341是红色像素，列342是绿色像素以及列343是蓝色像素。在每个像素内，led344由tft像素驱动器控制。根据之前呈现的实施例，像素与电源电压和地进行接触，并且也与控制信号进行接触。为清楚起见，图3中仅呈现了用于led电流驱动信号的接触348，其连接led的p型电极与tft的漏极。根据之前所描述的各种实施例来制作接地连接(在n型电极与系统地之间)、vdd连接(在tft的源极与系统vdd之间)以及到tft栅极的控制信号连接。在一个途径中，行和列寻址或者扫描被用于向这些接触348提供信号。

图3仅是代表性的图。其他设计将显而易见。例如，颜色未必是红色、绿色以及蓝色并且每个颜色像素的数目未必相等。像素也不必然被布置成列或者条带。例如，一组四个颜色像素可以被布置成2×2正方形。个体像素单元也可以被布置以共享行或者列寻址，因此减少了行或者列迹线的总数。作为一个示例，除如图3中所示的正方形像素矩阵的布置以外，还可以使用六角形像素矩阵布置来形成显示面板300。

在一些应用中，完全可编程的矩形像素阵列并非是必须的。也可以使用本文中所述的器件结构来形成具有各种形状和显示的显示面板的其他设计。一类示例是专业应用，包括标牌和汽车。例如，多个像素可以布置成星形或者螺旋形状以形成显示面板，并且可以通过接通或者关断led来产生显示面板上的不同图案。另一专业示例是汽车前灯和智能照明，其中某些像素被分组在一起以形成各种照明形状，并且每个led像素群组可以由个体像素驱动器接通或者断开或者以其他方式调整。

甚至每个像素内器件的横向布置可以变化。在图1a-图1d中，led和tft像素驱动器被布置成一条线：led、其对应的tft像素驱动器、相邻的led、其对应的tft像素驱动器，等等。这纯粹只是为了说明清楚。参考图1a，tft像素驱动器还可以位于led的“后方”、led“前方”或者led“顶部”，以代替在led“旁边”。

可以制作不同类型的显示面板。例如，显示面板的分辨率的范围可以在从8×8到3840×2160的范围内。常见的显示器分辨率包括具有320×240分辨率及4:3长宽比的qvga、具有1366×768分辨率以及16:9的长宽比的wxga、具有1280×720分辨率的hd、具有1920×1080分辨率的fhd1080p、具有3840×2160分辨率的4kuhd及具有2560×2048分辨率以及5:4的长宽比的gxga或者qsxga。还可以存在从亚微米到低于100mm以及以上范围的各种像素尺寸。整个显示区域的尺寸也可以变化很大，对角线尺寸从小到几十微米或更小，一至到几百英寸或者更大的范围内。

不同的应用对不同的光学亮度也将具有不同的要求。示例应用包括直接观看的显示屏，用于家庭/办公室投影仪的光引擎以及诸如智能电话、笔记本电脑、可穿戴电子设备以及视网膜投影仪器的便携式电子设备。功耗可以从用于视网膜投影仪的低至数毫瓦变动到用于大屏幕户外显示器、投影仪以及智慧汽车前灯的高达数千瓦。在帧率方面，得益于无机led的快速响应(纳秒)，帧率可以高达khz，或者对于小分辨率甚至是mhz。

图4是根据一个实施例的具有通过接合到包含tft驱动器电路的管芯而单片集成的led的示例led显示面板的横截面视图。在图4中，显示面板400包括制造在衬底410上的tft像素驱动器422。为方便起见，其可以被称为tft晶片。然后，led440的阵列通过接合被单片集成在tft晶片上。tft像素驱动器422包括源极422a、栅极422c以及漏极422b、非晶硅层422d以及介电区域422e。led440包括p型层440a、n型层440b以及在两者之间的有源区域422e。tft像素驱动器的源极422a通过接触415被连接到电源电压vdd。漏极422b通过接触446被连接到led的p型层440a，以及n型层440b通过接触450连接到地。

在一种途径中，显示面板400可以如下制造。首先，在衬底410上制造tft像素驱动器422。例如，首先在衬底上沉积或者生长tft的有源层(a-si、ltps(低温多晶硅)、氧化物半导体igzo(氧化铟镓锌))。然后，有源层被图案化、蚀刻、隔离和交叉连接以形成功能tft电路。这将被称为tft晶片(或者在切割之后称为管芯)或者tft背板。在单独的衬底(未示出)上外延生长以及制造led440的阵列，其将被成为led晶片。然后，将led晶片倒装接合到tft晶片。具体而言，针对图4所示示例，将来自led的p型接触446接合到tft像素驱动器的漏极422b，以及将led的n型层440b的接触接合到地的接触450。在图4中，接合区域被标注为430。在一种途径中，接合是基于欧姆接合，例如，金属接合。在接合之后，移除led晶片的衬底，其可以基于湿法化学蚀刻或者激光剥离工艺来完成。其结果是已经与包含对应tft驱动器电路的tft背板单片集成的led阵列。在备选实施例中，可以不移除led晶片的衬底。

图5a是根据一个实施例的经由晶片接合和衬底移除制作的多色tft-led显示面板的横截面图。在此示例中，在衬底502上制作tft驱动器像素。然后，三种不同颜色的led被单片集成到tft晶片上，一次一个颜色。首先，具有红色led的led晶片被接合到tft晶片上。将led衬底移除，留下红色像素516。然后，具有绿色led的led晶片被接合到tft晶片上，并且将led衬底移除，留下绿色像素514。然后，具有蓝色led的led晶片被接合到tft，并且将led衬底移除，留下蓝色像素512。所得显示面板500具有红色像素、绿色像素以及蓝色像素。关于晶片接合和衬底去除的制造方法的更详细信息可以在名为“methodofmakingrgbledmicro-displaybymultiplealignmentbondingandsubstrateremovalprocess”的美国临时专利申请no.62/273,376中找到，该申请通过引用并入本文。通过使用仅具有单色led的led晶片可以制造单色显示面板。

图5b是根据一个实施例的透明tft-led显示面板的横截面图。在此示例中，通过如图5a所描述的单片集成来形成红色像素522、绿色像素524和蓝色像素526。然而，蓝色或者绿色led晶片的衬底575是透明的，并且在晶片接合之后不被移除。例如，衬底可以是蓝宝石。相反，led衬底575保留在显示面板560的顶部上作为顶部保护盖。在一些实施例中，红色led外延生长在gaas衬底上，gaas衬底对可见光不透明，并且蓝色或者绿色led通常外延生长在蓝宝石衬底上，蓝宝石衬底对可见光是透明的。利用透明粘合剂570填充led衬底575与tft衬底562之间的空间。如果衬底575和562两者都是透明的(诸如蓝宝石衬底和玻璃衬底)，则显示面板560将是透明的，其中从显示面板的顶部以及底部都可以看见图像。抗反射涂层585可以应用到衬底575和562中的一个或者两者的外表面以改良显示面板560的光学性能。

尽管具体实施方式中有很多细节，但这不应被解释为限制本发明的范围，而是仅用于说明本发明的不同示例和方面。应当理解，本发明的范围包括上文未详细讨论的其他实施例。例如，上文所述方法可以被应用于除led之外的功能器件的单片集成，并且tft电路可以作为用于功能器件的其他控制电路。非led器件的示例包括垂直腔面发射激光器(vcsel)、光电检测器、微机电系统(mems)、硅光子器件、电力电子器件和分布式反馈激光器(dfb)。其他tft控制电路的示例包括电流驱动器、电压驱动器、跨阻放大器、逻辑电路和控制非tft功能器件的其他tft电路。

本发明的方面可以用于将tft像素控制电路阵列与由硅之外材料制成的器件阵列(例如，光电检测器阵列或者电力电子电路阵列)集成。通常，有源器件使用控制电路来实现某些功能。如果使用si衬底来制造有源器件，则可以在容易地在同一si衬底上制作控制电路。然而，很多有源器件由于性能或者可靠性要求而由除si之外的材料制成，并且该材料可能不适合用于制造控制电路。在这种情况下，通常需要单独芯片以用于控制电路。针对单个有源器件，可以通过导线接合和pcb迹线来制作互连。对于由除si之外的材料制成的成百上千的有源器件的阵列连接到单独的控制电路阵列(通常是siic)，这已经变得愈加复杂，有时不可能实现。倒装芯片接合广泛用于将两个芯片与器件阵列集成，但可能会受困于可制造性、可靠性、吞吐量等问题。然而，本文所述技术可以用于实现真正的单片集成。这种系统的示例包含控制电路阵列(例如，tia)与中红外光电检测器阵列的单片集成，以及控制电路阵列与gan功率开关阵列的单片集成。

可以在不脱离如随附权利要求中所界定的本发明的精神和范围的情况下对本文中所公开的本发明的方法和装置的布置、操作及细节作出对于本领域技术人员而言明显的各种其他修改、改变及变动。因此，本发明的范围应当由随附的权利要求及其合法等同来确定。