CN102318088A - 制备双面波长转换器和使用所述双面波长转换器的光产生装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及形成光转换元件的方法，该方法包括提供具有与第二光致发光元件一起外延生长的第一光致发光元件的半导体结构。从所述半导体结构的第一侧蚀刻所述第一光致发光元件内的第一区域，并且从所述半导体结构的第二侧蚀刻所述第二光致发光元件内的第二区域。在一些实施例中，所述波长转换器附着于电致发光元件，例如发光二极管(LED)。

Description

制备双面波长转换器和使用所述双面波长转换器的光产生装置的方法
技术领域
本发明涉及发光二极管，更具体地讲，涉及包含转换LED发光波长的波长转换器的发光二极管(LED)。
背景技术
照明系统用于包括投影显示系统、液晶显示器的背光源等等在内的多种不同的应用中。投影系统通常使用一个或多个白光源，例如高压汞灯。白光束通常被分为三原色，红色、绿色和蓝色，然后被引导向各自的成像空间光调制器，以生成各原色的图像。所得原色图像光束被组合并投影到投影屏幕上以便于观看。
最近，发光二极管(LED)已被考虑作为白光源的替代物。LED具有提供能够与传统光源竞争的亮度和可操作寿命的潜能。然而，现在的LED，特别是发射绿光的LED，是相对低效的。
传统光源一般体积庞大，发射一种颜色或原色的效率低，难以集成，并且往往会导致采用它们的光学系统的尺寸和功耗增加。
波长转换发光二极管(LED)在照明应用中变得日益重要，这些应用中需要通常不是由LED产生的彩光，或者可使用单个LED产生通常由多个不同的LED共同产生的具有一定光谱的光。此类应用的一个实例是用在显示器的背向照明中，例如计算机显示器和电视机的液晶显示器(LCD)。在此类应用中，需要基本使用白光来照明LCD面板。利用单一的LED产生白光的一种方法是首先用LED产生蓝光，然后将该光的一部分或全部转换成不同的颜色。例如，在使用发射蓝光的LED作为白光源时，可利用波长转换器将蓝光的一部分转换为黄光。所得光是黄光和蓝光的组合，在观察者看来为白色。然而，所得光的颜色(白点)就用于显示装置而言可能并非最佳，因为该白光是仅混合两种不同颜色光的结果。
LED还用于图像显示系统中，例如，用于电视屏幕中。在这类应用中，使用能单独寻址的发射红光、绿光和蓝光的LED的排列来照射一个像素。可以控制各LED的相对亮度，以控制从像素感知的整体颜色。
仍然需要提供一种低成本、稳固且有效的能够覆盖大面积的LED阵列。
发明内容
本发明的一个实施例涉及形成光转换元件的方法，所述方法包括提供半导体结构，所述半导体结构具有与第二光致发光元件一起外延生长的第一光致发光元件。从所述半导体结构的第一侧蚀刻所述第一光致发光元件内的第一区域，并且从所述半导体结构的第二侧蚀刻所述第二光致发光元件内的第二区域。
本发明的另一个实施例涉及形成多波长发光二极管(LED)的方法。所述方法包括在波长转换器的第一侧蚀刻第一图案，并且在波长转换器的第二侧蚀刻第二图案。波长转换器附着于LED。
本发明的另一个实施例涉及形成半导体器件的方法，其包括将波长转换器元件附着于电致发光器件。波长转换器元件包括具有第一光致发光元件和窗口层的半导体层叠堆。电致发光元件的第一区域基本上被波长转换器的窗口层的第一部分覆盖。电致发光器件的第二区域，而非电致发光器件的第一区域，基本上被波长转换器的第一光致发光元件的至少一部分覆盖。
上述本发明的发明内容并非意图描述本发明的每一个说明性实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明这些实施例。
附图说明
结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细说明可以更全面地理解本发明，其中：
图1示意性地示出发光系统的侧视图；
图2示意性地示出根据本发明原理的使用半导体波长转换器的发光系统的实施例；
图3示意性地示出根据本发明原理的半导体波长转换器的实施例；
图4A至图4H示意性地示出波长转换发光系统的一个实施例的构造中的一些构造步骤；
图5A至图5D示意性地示出波长转换发光系统的实施例的构造中的不同构造步骤；
图6A至图6E示意性地示出根据本发明原理的其中波长转换器具有非垂直蚀刻侧壁的一些构造步骤；和
图7示意性地示出根据本发明原理的包括两个光致发光元件的分层波长转换器的实施例。
虽然本发明可修改为各种修改形式和替代形式，但其具体的方式已以举例的方式在附图中示出并且将会作详细描述。然而应当理解，目的并不是将本发明局限于所述的具体实施例。相反，目的在于涵盖落入到所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。
具体实施方式
本发明适用于光源，所述光源装配波长转换器以将最初由光源以给定波长发射的光中的至少一部分光的波长转换成至少一种另外的波长，并且在一些实施例中，将其转换成两个或更多种另外的波长。文中在说到光具有特定波长时，应当理解该光可具有一定范围的波长，这时所述特定波长为该波长范围内的峰值波长。例如，在说到光具有波长λ的场合，应当理解该光可具有一定范围的波长，其中波长λ为该波长范围内的峰值波长。另外，如果说到光具有特定颜色，则应当理解即使光可能包含不同颜色的分量，其也被识别为这种特定颜色。例如，如果说到光是蓝色，则光被识别为蓝色，但是可具有广谱并且还可包括该光谱蓝色区域之外的分量。
本文所述的光源可以具有更大或更小的发光区域，其中，各区域的输出光可以被主动地且独立地控制。所述光源可以用于(例如)投影系统中，以照射一个或多个像素化图像形成装置。光源的各发光区域可以照射图像形成装置中不同的部分或区域。这种能力允许有效自适应的照明系统，在该照明系统中，可以主动调节光源发光区域的输出光强度以提供图像形成装置中对应区域所需的最小照明。
本发明所公开的光源可形成单色(例如，绿色或墨绿色)或彩色图像。这类公开的光源将光源和图像形成装置的主要功能结合，从而导致装配本发明所公开的光源的光学系统的尺寸减小、功耗降低、成本降低并且其中使用的元件或组件的数量减少。例如，在显示系统中，本发明所公开的光源既可用作光源又可用作图像形成装置，从而消除或减少对背光源或空间光调制器的需要。又如，在投影系统中装配本发明所公开的光源会消除或减少对图像形成装置和光中继元件的需要。
本发明中公开了发光元件的阵列，例如显示系统中像素的阵列，其中至少一些发光元件包括电致发光器件，例如发光二极管(LED)，其能够响应电信号而发光。一些发光元件包括一个或多个光转换元件，例如一个或多个势阱和/或量子阱，用于下转换电致发光器件所发射的光。下转换是产生比输入的未经转换的光具有更长波长的输出光或经转换的光的过程。
本专利申请所公开的发光元件阵列可以用在照明系统(例如自适应照明系统)中，以供例如投影系统或其它光学显示系统之用。
图1是包括发光元件阵列(例如，发光元件110、111和113)的发光系统100的示意性侧视图，其中各发光元件能够独立地输出光。各发光元件包括能够响应于电信号而发光的电致发光器件。例如，发光元件110、111和113包括可设置在基底105上的相应的电致发光器件120、121和123。
在一些情况下，发光元件被构造成有源矩阵的形式，这意味着至少一些发光元件包括相应的专用开关电路，所述开关电路用于驱动这些元件中的电致发光器件。在这类情况下，发光元件113可包括用于驱动电致发光器件123的专用开关电路130。开关电路130可包括一个或多个晶体管131。
在一些情况下，发光元件可被构造为无源矩阵，这意味着发光元件没有被构造为有源矩阵。在无源矩阵构造中，发光元件没有用于驱动该元件中的电致发光器件的专用开关电路。
典型地，在无源矩阵构造中，发光系统中的电致发光器件一次一行通电。相比之下，在有源矩阵构造中，虽然通常一次对多行进行寻址，但开关电路通常允许电致发光器件被单独地供电。在一些情况下，发光系统中的至少一些(有可能全部)电致发光器件被单片集成。如本文所用，单片集成包括(但不一定限于)两个或更多个在同一基底(公共基底)上制造并且在同一公共基底上最终应用的电子器件。作为一个单元转移到另一个基底的单片集成的器件保持单片集成。示例性的电子器件包括LED、晶体管、电容器等。
在两个或更多个元件中的每个元件的一部分被单片集成的情况下，这两个元件被认为是单片集成的。例如，如果例如这两个发光元件中的电致发光器件是单片集成的，则这两个发光元件是单片集成的。即使(例如)各元件中的光转换元件是通过粘附方式粘合到相应的电致发光器件，也是如此。
在电致发光器件包括半导体层的情况下，如果电致发光器件是在同一基底上制造和/或如果它们包括公共半导体层，则电致发光器件是单片集成的。例如，在各电致发光器件包括n-型半导体层的情况下，如果n-型半导体层遍布整个电致发光器件，则电致发光器件是单片集成的。在这种情况下，电致发光器件中的n型半导体层可以形成遍布整个电致发光器件上的连续层。
发光系统100中的至少一个发光元件包括一个或多个光转换元件，其用于转换发光元件中的电致发光器件发射的光。例如，发光元件110包括光转换元件140和141，并且发光元件111包括光转换元件142。在一些情况下，光转换元件可以是或者可以包括势阱或量子阱。
如本文所用，势阱是指被设计为仅在一个维度上限制载流子的多层半导体结构中的一个或多个半导体层，其中所述一个或多个半导体层具有低于周围层的导带能和/或高于周围层的价带能。术语“量子阱”通常是指足够薄从而量子化效应增加用于阱中电子-空穴对复合的能量的势阱。量子阱通常具有约100nm或更小并且优选地约10nm或更小的厚度。
在一些实施例中，发光系统100中并非所有的发光元件都包括光转换元件。例如，发光元件113包括电致发光器件123但是不包括光转换元件。在这类情况下，发光元件和发光元件中的电致发光器件的光输出具有相同的波长或光谱。
在显示系统的环境下，发光元件可以是发光系统中的像素或子像素。像素化发光系统可以发射(例如)光谱的可见区域中的不同波长的光。例如，发光系统100中的电致发光器件120、121、123可以发射蓝光。光转换元件140可以包括蓝-绿光转换势阱，从而吸收电致发光器件120发射的蓝光并且发射绿光。光转换元件141可以包括绿-红光转换势阱，从而吸收光转换元件140发射的绿光并且发射红光。光转换元件142可以包括蓝-绿光转换势阱，用于吸收电致发光器件121发射的蓝光并且由此发射绿光。在这类情况下，元件110、111和113分别输出红光、绿光和蓝光。在另一个实施例中，光转换元件141和142包括蓝-绿势阱，而光转换元件140包括蓝-红光转换势阱。在后一种情况下，光转换元件140中产生的红光只是通过光转换元件141传输。
发光系统100可以有效地输出(例如)光谱的可见区域中的任何所需波长的光。例如，发光系统100可以有效地发射绿光，这是因为发射蓝光的电致发光器件和蓝-绿光转换元件可以高度有效。效率提高会造成装配与系统100近似的发光系统的光学系统的功耗降低。
发光系统100可以比传统光源更小型化。因此，利用发光系统100的光学系统可以更小型化，例如更薄，并且其重量减轻。
在一些应用中，如在投影系统或背光系统中，发光系统100可以用作照射一个或多个图像形成装置的光源。发光系统可以被设计用于有效发射(例如)原色光或白光。由于发光系统100的效率提高并且小型化，因此允许改进和/或新型的系统设计。例如，可以设计便携式电池供电的光学系统，使其尺寸减小、功耗降低且重量减轻。
在一些应用中，如在投影系统中，发光系统100可以既用作光源又用作图像形成装置。在这类应用中，可以在投影系统中不使用诸如液晶显示面板(LCD)或数字微镜装置(DMD)之类的传统图像形成装置。传统投影系统包括一个或多个中继光学元件，用于将来自光源的光传递到图像形成装置。在装配发光图像形成装置100的投影系统中可以不使用光中继元件，由此减少了元件数量，减小了尺寸，降低了功耗，减轻了重量并且降低了整体成本。
通常，发光系统100中的发光器件阵列可以是应用中所需的任何类型的阵列。在一些情况下，所述阵列可以是行或列，如1×n阵列，其中，n是大于或等于2的整数。在一些情况下，所述阵列可以是二维阵列，例如，方形(m×m)阵列或矩形(m×n)阵列，其中，m和n都是大于或等于2的整数。在一些情况下，所述阵列可以是梯形阵列、六边形阵列或其中元件的相对位置规则或不规则的任何其他类型的阵列。
在一些情况下，所述阵列中的发光元件(或在显示系统的环境下，阵列中的像素)可具有相同尺寸，或具有不同尺寸以例如导致不同颜色的产生效率的差异。
发光元件阵列中的发光元件可具有任何形状，例如方形、椭圆形、矩形或更加复杂的形状，以适应(例如)装配该阵列的装置的光学和电学功能。阵列中的发光元件可设置成应用中可能需要的任何布置方式。例如，可将元件均匀地间隔成(有可能)矩形或六边形布置方式。在一些情况下，可非均匀地设置元件，以例如通过(例如)降低或校正光学象差(例如枕形或桶形失真)来改善装置性能。
图2中示意性地示出根据本发明第一实施例的波长转换发光系统200的实例。装置200包括电致发光器件202。在一些情况下，电致发光器件202可以包括能够在吸收电能时发光的磷光材料。在一些情况下，电致发光器件202可以包括诸如发光二极管(LED)或激光二极管之类的半导体电致发光器件。发光系统200中的电致发光器件可以是能够响应于电信号而发光的任何器件。例如，电致发光器件可以是能够响应于电流而发射光子的发光二极管(LED)，如(例如)通过引用方式全文并入本文的、标题为“Adapting Short-Wavelength LED’s forPolychromatic，Broadband，or‘White’Emission”的美国专利公布No.2006/0124917中所讨论的。
在一些情况下，LED可以包括一个或多个p型和/或n型半导体层、一个或多个有源层(可以包括一个或多个势阱和/或量子阱)、缓冲层、基底层和覆盖层。
半导体波长转换器204附着于电致发光器件202的上表面206。波长转换器204能够通过转换从电致发光器件202接收的波长λp的光来产生至少两种不同波长λ1和λ2的光。波长转换器204形成为叠堆，所述叠堆包括(在图示实施例中)比第二光致发光元件210更靠近电致发光器件202设置的第一光致发光元件208。
光致发光元件是一种在被一种(通常较短的)特征波长的光照射时产生另一种特征波长的光的结构。光致发光元件可以是半导体材料，但是这并不是必须的。光致发光元件还可以被称作光转换元件。当被来自电致发光器件202的波长λp的光照射时，第一光致发光元件208产生波长λ1的光。当被来自电致发光器件202的波长λp的光照射时，第二光致发光元件产生波长λ2的光。两个光致发光元件208、210由蚀刻阻挡层212和窗口层214隔开。此外，第二窗口层216可将第一光致发光元件208和电致发光器件202隔开。
LED电致发光器件能够发射应用中可能需要的任何波长的光。例如，LED可发射UV波长、可见光波长或IR波长的光。在一些情况下，LED可为能够发射UV光子的短波长LED。通常，LED和/或光转换元件(LCE)可以由诸如有机半导体或无机半导体之类的任何合适的材料构成，包括IV族元素，如Si或Ge；III-V族化合物，如InAs、AlAs、GaAs、InP、AIP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、GaN、AlN、InN以及诸如AlGanInP和AlGaInN之类的III-V族化合物的合金；II-VI族化合物，如ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS以及II-VI族化合物的合金，或者以上所列出的任何化合物的合金。
在一些情况下，LED和/或波长转换器204可包括以化合物ZnSe、CdSe和MgSe作为三种合金组分的CdMgZnSe合金。在一些情况下，Cd、Mg和Zn中的一者或多者(尤其是Mg)在合金中的浓度可以为0，因此可以在合金中不含有。例如，LCE可包括能够发射红光的Cd0.70Zn0.30Se量子阱，或能够发射绿光的Cd0.33Zn0.67Se量子阱。又如，LED和/或LCE可包括Cd、Zn、Se和可选的Mg的合金，在这种情况下，合金体系可由Cd(Mg)ZnSe表示。又如，LED和/或LCE可包括Cd、Mg、Se和可选的Zn的合金。在一些情况下，量子阱LCE的厚度范围为约1nm至约100nm或者约2nm至约35nm。
在一些情况下，半导体LED或LCE可为n掺杂或p掺杂的，其中可通过任何合适的方法以及通过添加任何合适的掺杂物来实现掺杂。在一些情况下，LED和LCE来自同一半导体族。在一些情况下，LED和LCE来自两个不同的半导体族。例如，在一些情况下，LED是III-V族半导体器件，而LCE是II-VI族半导体器件。在一些情况下，LED包含AlGaInN半导体合金，而LCE包含Cd(Mg)ZnSe半导体合金。
LCE可以通过任何合适的方法(例如，通过粘合剂)设置在对应的电致发光器件上或者附着于对应的电致发光器件。粘合剂的一些实例包括(但不限于)固化性粘合剂和热熔性粘合剂。还可以使用其它技术，例如焊接、施压、加热或这些方法的任何组合。合适的热熔性粘合剂的例子包括半晶质聚烯烃、热塑性聚酯和丙烯酸类树脂。在一些情况中，LCE可以通过晶片粘合技术附着于对应的电致发光器件。例如，可以使用(例如)等离子体辅助的传统CVD或其它沉积工艺，用二氧化硅或其它无机材料的薄层覆盖电致发光器件最上面的表面和LCE最下面的表面。接着，可选地，例如，在诸如化学机械抛光或研磨之类的抛光工艺中使用热、压力、水或一种或多种化学试剂的组合对被覆盖表面进行平面化处理和粘合。粘合的步骤可通过用氢原子轰击至少一个被覆盖表面或通过用低能等离子体激活表面来改善。晶片粘合方法在例如美国专利No.5,915,193和No.6,563,133以及Q.-Y.Tong和U.所著的“Semiconductor Wafer Bonding”(《半导体晶片粘结》)(John Wiley&Sons，New York，1999)的第4章和第10章中有所描述。
在一些情况下，量子阱或势阱LCE可以具有靠近阱的一个或多个光吸收层，以有助于吸收从对应电致发光器件发射的光。在一些情况下，吸收层由其中产生光子的载流子可以有效扩散到势阱的材料构成。在一些情况下，光吸收层可包括诸如无机半导体之类的半导体。在一些情况下，量子或势阱LCE可以包括缓冲层、基底层和覆盖层。
可以通过任何合适的方法制造电致发光器件或LCE。例如，可以使用分子束外延(MBE)、化学气相沉积(CVD)、液相外延(LPE)或气相外延(VPE)制造半导体电致发光器件和/或LCE。
各半导体光致发光元件208、210包括至少一个用于吸收来自电致发光器件202的波长λp的光的层(从而在半导体中形成载流子对)以及至少一个收集载流子的势阱层(例如，量子阱层)，这些载流子复合而发射波长长于λp的光。光致发光元件208、210在被来自电致发光器件202的光照射时产生不同波长的光。
电致发光器件202的第一区域218只被第二光致发光元件210覆盖。来自电致发光器件202的第一区域218的波长λp的光220入射到第二光致发光元件210上以产生波长λ2的光222。光220穿过没有外延生长半导体材料的区域223到达第二光致发光元件210。区域223可以是空的或者可以填充或部分填充非外延材料，例如有机或无机非外延材料。非外延材料优选地只吸收少量的光220(如果有的话)。第二光致发光元件210可以吸收基本上所有的从电致发光器件202的第一区域218入射的光220，或者可以只吸收部分的入射光220。
电致发光器件202的第二区域224只被第一光致发光元件208覆盖。来自电致发光器件202的第二区域224的波长λp的光226入射到第一光致发光元件208上，从而产生波长λ1的光228。第一光致发光元件208可吸收基本上所有的从电致发光器件202的第二区域224入射的光226。
在图示实施例中，电致发光器件202的第三区域230既不被第一光致发光元件208覆盖也不被第二光致发光元件210覆盖。因此，波长λp的光232可直接从光产生系统200射出。应当理解，与来自第一光致发光元件208和第二光致发光元件210的光一样，来自电致发光器件202的光在多个不同方向上传播。因此，不同波长的光222、228和232从光产生系统200射出并成为空间上混合的光。
一个示例性装置可包括基于GaN的LED作为电致发光器件202，所以波长λp的光，例如光220、226和232是蓝光。第一光致发光元件208产生第一转换波长λ1的光228，并且第二光致发光元件210产生第二转换波长λ2的光222。在一些实施例中，第一转换波长λ1为红光而第二转换波长λ2为绿光。因此，光产生系统200可能能够发射显示器中所用的所有三种颜色(红色、绿色和蓝色)的光。在其它实施例中，第一转换波长可以是绿光而第二转换波长是红光。
波长转换器204可以直接粘合到电致发光器件202或者可选地可以使用粘合层234附着。粘合层234的使用在PCT专利申请No.US2008/075710(2008年9月9日提交，代理人案卷号为63497WO003，要求2007年10月8日提交的美国专利申请No.60/978,304的优先权)中有更详细的讨论，并且将波长转换器204直接粘合到电致发光器件在2007年12月10日提交的美国专利申请No.61/012,604中有所描述，以上所有这些专利申请通过引用方式并入本文。电极236和238可以设置在电致发光器件202的任一面上，用于提供驱动电流。光产生系统200还可以在一个或多个表面上设置有提取特征物，例如，如在PCT专利申请No.US2008/075710(2008年9月9日提交，代理人案卷号为63497WO003，并且要求临时专利申请No.60/978,304的优先权)中所讨论的，以上所有这些专利申请通过引用方式并入本文。在其它实施例中，LED的各个区域218、224、230可以被单独寻址以便系统200所发射的颜色可控。
虽然本发明不限制电致发光器件中可使用的半导体材料的类型，进而不限制电致发光器件内产生的光的波长，但是期望本发明将可用于转换蓝光。例如，产生蓝光的AlGaInN LED可与吸收蓝光的波长转换器一起使用来产生红光和绿光，使所得的空间混合光呈现白色。
可与光产生系统200一起使用的多层波长转换器的一个实例采用多层量子阱结构，该多层量子阱结构基于II-VI族半导体材料，例如，诸如CdMgZnSe之类的各种金属合金硒化物。在这种多层波长转换器中，半导体波长转换器被这样设计制造，以使得结构的一些部分中的带隙被设置成使得这些部分吸收电致发光器件发射的至少一些(如果并非全部或几乎全部)泵浦光。由于吸收泵浦光而产生的电荷载流子扩散到量子阱层中，该量子阱层被设计制造成具有比吸收区域小的带隙。量子阱层中的这些载流子复合并产生波长比泵浦波长长的光。此描述并非意图限制半导体材料的类型或者波长转换器的多层结构。
图3中示意性地示出示例性半导体分层波长转换器300的能带结构。例如，可以使用分子束外延(MBE)或一些其它外延技术使波长转换器外延生长。转换器300的这些不同层被示出为外延叠堆，其中每一层的宽度定量地代表该层带隙的值。可以在InP基底上生长分层半导体波长转换器300，尽管也可以使用其它类型的半导体基底。以下的表I汇总了示例性的波长转换器中各层的厚度、材料和带隙。
表I：示例性波长转换器结构的汇总
  层号   说明   材料  厚度(μm)   带隙(eV)
  302   底窗   CdMgZnSe  0.05   2.92
  304   带隙渐变   CdMgZnSe  0.22   2.92-2.48
  306   红量子阱   CdZnSe  0.0057   1.88(在1.96发光)
  308   红量子阱的吸收材料   CdMgZnSe:Cl  0.12   2.48
  310   红量子阱的吸收材料   CdMgZnSe:Cl  0.64   2.48
  312   蚀刻阻挡层   CdZnSe  0.1   2.1
  314   带隙渐变   CdMgZnSe  0.15   2.48-2.92
  316   中间窗   CdMgZnSe  0.35   2.92
  318   带隙渐变   CdMgZnSe  0.22   2.92-2.48
  320   绿量子阱   CdZnSe  0.0023   2.13(在2.25发光)
  322   绿量子阱的吸收材料   CdMgZnSe:Cl  0.12   2.48
  324   绿量子阱的吸收材料   CdMgZnSe:Cl  0.5   2.48
  326   渐变吸收材料   CdMgZnSe  0.13   2.48-2.35
  328   缓冲层   GaInaAs  0.2   与InP匹配的晶格
  330   基底   InP
窗口层为半导体层，该半导体层被设计为对至少一些入射到窗口层上的光透明。底窗口层302是附着于LED的层。渐变层为从一侧至另一侧其组成发生变化以使相邻层之间的带隙形成平滑过渡的层。在此示例性结构中，渐变层的层组成通过改变Cd、Mg和Zn的相对丰度而变化。光致发光元件包括由吸收层与势阱层交替而成的叠堆。因此，红光光致发光元件包括层306、308和310，而绿光光致发光元件包括层320、322和324。蚀刻阻挡层312是抵抗用于对红光光致发光元件进行蚀刻的蚀刻剂的蚀刻，以使得蚀刻剂不会到达绿光光致发光元件的层。
应当理解，可以使用这种结构的不同变形形式。例如，可以使用不同的层厚度和材料组成。另外，发射红光的光致发光元件的位置和发射绿光的光致发光元件的位置可以互换，使得基底更靠近发射红光的光致发光元件而非发射绿光的光致发光元件。在其它实施例中，根据具体应用，蚀刻阻挡层和窗口层在叠堆内的位置可能有所不同。
现在，参照图4A至图4F讨论包括附着于LED的双波长分层半导体转换器的光产生系统的实施例的一种构造方法。虽然概括地说明了这个过程，但是特定实例重提参照图3描述的双波长转换器。图4A至图4F示意性地示出如上讨论的波长转换光产生系统的一部分的剖面。参照图4A至图4F讨论的工艺步骤可以按器件级发生，但是也可以按晶片级发生。晶片级加工提供了批量处理的优点。
首先，光致发光元件的叠堆可在基底上使用常规的外延生长技术构造以生产双波长转换器晶片400，如图4A中示意性示出的。双波长转换器晶片400包括：基底402，其通常为生长基底，后续的层在其上生长；第一光致发光元件404，其用于将光转换成第一转换波长；蚀刻阻挡层406；和第二光致发光元件408，其用于将光转换成第二转换波长。在一些实施例中，波长转换器用于转换来自泵浦源的蓝光。在这种情况下，第一和第二转换波长常被分别选为绿光和红光波长，或者可以分别是红光和绿光。应当理解，这种说明只是出于举例说明的目的，不旨在限制实际泵浦波长或者是第一和第二转换波长。
第二光致发光元件408包括靠近基底402的下窗口层410以及第一吸收层412和第一量子阱层414的交替布置。为了简便起见，图示实施例只示出了一个第一量子阱层414，但是应当理解，可以采用更多的第一量子阱层414和同时增加的第一吸收层412。可以使靠近蚀刻阻挡层406的上窗口层416作为第二光致发光元件408的顶部。
在这个实施例中，第一光致发光元件404包括靠近蚀刻阻挡层406的下窗口层418以及第二吸收层420和第二量子阱层422的交替布置。为了简便起见，图示实施例只示出了一个第二量子阱层422，但是应当理解，可以采用更多的第二量子阱层422和同时增加的第二吸收层420。可以使上窗口层424作为第一光致发光元件404的顶部。可以使用不同层的其它布置方式。
在一些实施例中，通过使用各种光刻技术，可以去除第一光致发光元件404的各区域426。例如，可通过使用合适的蚀刻剂来蚀刻第一光致发光元件404直至蚀刻阻挡层406，由此去除区域426。在以上参照图3描述的波长转换器的具体实例中，第一光致发光元件404包括CdMgZnSe层，在这种情况下，蚀刻剂可以是(例如)含有HCl或HBr的溶液。
第一光致发光元件404被设计成将吸收的光转换成第一转换波长，该性质可用于监控蚀刻过程。第一光致发光元件404的蚀刻区域426可被在第一光致发光元件404中吸收的光以及在发生蚀刻工艺的同时检测到的所得第一转换波长的转换光照射。可通过肉眼或通过任何合适的检测器，例如通过连接滤光器或光谱分析仪的光电检测器来检测产生的第一转换波长的光，以排除不是第一转换波长的光。当从蚀刻区域426去除第一光致发光元件404的量子阱422时，所产生的第一转换波长的光的量会减少。当第一光致发光元件404的区域426被完全蚀刻时，蚀刻速率将变慢或在蚀刻阻挡层406的表面处基本停止，以生成图4B中示意性示出的蚀刻晶片。
在图3的双波长转换器的特定实例中，第一转换波长是绿光并且第二转换波长是红光。蚀刻区域426被来自LED、激光器或其他合适光源的蓝光或UV光照射，并且检测到来自第一光致发光元件404的绿色转换光。蚀刻阻挡层406发出橙色荧光，因此，当从蚀刻区域426去除第一光致发光元件404的量子阱时绿色转换光的发射停止。
然后，可在对蚀刻区域426中的蚀刻阻挡层406进行蚀刻前清洗晶片400。接着可以用第二蚀刻剂去除蚀刻区域426中的蚀刻阻挡层406。在该蚀刻过程之后，可以对来自蚀刻阻挡层406的光的荧光进行监控，该荧光通过对正在被蚀刻的蚀刻阻挡层406进行照射而产生的。被光源照射时蚀刻阻挡层406产生的荧光的光谱与其下面的中间窗口层或第二光致发光层408产生的光的光谱不同，当蚀刻阻挡层406已从蚀刻区域426去除时，可检测到蚀刻阻挡层406的荧光减少。此时，可停止蚀刻过程以生成图4B中示意性示出的晶片。根据用于照射蚀刻区域426的光的波长，该照射光在窗口层416中产生荧光或者在第二光致发光元件408中产生第二转换波长的光。
在图4的双波长转换器的特定实例中，蚀刻阻挡层406由掺杂氯的CdZnSe形成，并且第二蚀刻剂可以是(例如)HBr/H2O/Br2溶液。在一些实施例中，蚀刻剂中各组分的体积比为240/40/1，尽管还可以使用其它比值。CdZnSe蚀刻阻挡层406可以被与用于照射第一光致发光元件404的相同的蓝光或UV光照射。当照射光与由波长转换器所附着的LED产生的光波长相同或接近时，中间窗416对于照射光基本是透明的，所以一旦通过蚀刻去除了蚀刻阻挡层406，就由第二光致发光元件408产生第一转换波长的光。因此，一旦荧光的波长从蚀刻阻挡层荧光的颜色变成第二转换波长的颜色，蚀刻过程就可以停止。
应当理解，还可以使用用于去除材料的其它技术(包括干蚀刻技术，例如反应离子蚀刻、离子铣削和激光消融)来去除材料。这些技术中的一些技术可能不需要蚀刻阻挡层，在这种情况下可以省去蚀刻阻挡层，并且可以仔细控制蚀刻过程，使之在两个波长转换器之间的窗口层终止。
然后，可以用第一钝化层428填充蚀刻区域426，第一钝化层428可以被平坦化成与第一光致发光元件404的顶部齐平，如图4C中示意性示出的。许多不同类型的材料适用于第一钝化层428。例如，合适的无机钝化材料的一些实例包括金属氧化物、金属氮化物或金属氧氮化物。一些具体实例包括氧化硅、氮氧化硅(SiON)和氮化硅、ZnS、Al2O3和TiO2。合适的有机钝化材料的一些实例包括自组装单分子层、反应性有机单体或聚合物、热塑性塑料、热固性物质或蜡。在PCT专利申请No.US2008/075710中讨论的一些粘合材料也可以适于用作有机钝化材料。尤其可用的有机钝化材料可以包括苯并环丁烯、含硅聚合物和聚对二甲苯材料。钝化层428还可以包含不止一种钝化材料。无机材料的一个优点在于它们往往会比有机材料提供更好的水分屏障。另一方面，有机材料层往往会比无机材料更快地生长。钝化层428可以包括不止一种类型的钝化材料层。例如，钝化层428可以包括作为水分屏障的无机材料层的层和用于较快层生长的有机层的层。可以使用标准的微制造技术例如真空沉积、旋涂、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、溅射、分配等来生长钝化层428。还可以使用标准微制造技术例如化学-机械抛光、研磨和蚀刻将钝化层428平坦化。
然后，可以将波长转换器晶片400附着于电致发光器件的晶片，例如LED晶片450。这可以通过将图4B中的蚀刻晶片的上表面430或图4C中的蚀刻晶片的平坦化表面432粘合到LED晶片450的上表面来进行。可以使用任何合适的技术将波长转换器晶片400粘合到LED晶片450，例如通过粘合剂粘合，如在美国专利申请No.60/978,304和PCT专利申请No.US2008/075710中讨论的，或者通过直接粘合，如在美国专利申请No.61/012,604中讨论的。在一些情况下，粘合层可以是钝化材料的一部分。例如，然后可以通过蚀刻去除基底402，以制作图4D所示的波长转换LED晶片结构。在图3的双波长转换器的实例中，基底402为InP并且可通过在3HCl∶1H2O溶液中进行蚀刻来去除。可以使用40g己二酸(200ml H2O∶30ml NH4OH∶15ml H2O2)的蚀刻剂去除InP基底402和第二光致发光元件408之间的GaInAs(未示出)的缓冲层，以暴露窗口层410。在图示实施例中，第一光致发光元件404附着于LED晶片450并且第二光致发光元件408的位置更远离LED晶片450。除非另外指明，否则所有蚀刻剂组分使用的都是其最大浓度。
现在，可以蚀刻第二光致发光元件408的某些部分，如参照图4E所描述的。例如，可以蚀刻第一钝化层428上方的第二光致发光元件408的一个或多个区域434，从而去除第二光致发光元件，使得在LED晶片450的区域436上方没有保留波长转换器。另外，可以蚀刻第一光致发光元件404上方的一个或多个区域438，使得第一光致发光元件404上方没有保留第二光致发光元件408。另外，可以从第一光致发光元件404上方去除剩余的蚀刻阻挡层406。因此，仅在LED晶片450的区域440上方保留一个光致发光元件404并且仅在LED晶片450的区域442上方保留一个光致发光元件408。可以使用与上述用于蚀刻第一光致发光层的蚀刻剂类似的蚀刻剂来蚀刻第二光致发光元件408。LED晶片450的不同区域436、440和442可以被单独寻址，由此使用户能够控制使用波长转换LED晶片450的光产生系统所发射的光的颜色。
第二钝化层441可以设置在去除了第二光致发光元件408的区域434、438上方，如图4F中示意性示出的。类似于第一钝化层428，可由有机材料、无机材料或有机和无机材料的组合形成第二钝化层441。另外，例如，可以使用化学机械抛光技术将第二钝化层441的上表面444平坦化，以提供平坦表面。平坦化表面444可以用于将波长转换晶片配合用于(例如)收集系统所发射光的其它光学元件。
因此，泵浦波长的光452基本从LED晶片450的区域436发射，而第一转换波长454的光454基本从LED晶片450的区域440上方发射并且第二转换波长的光456基本从LED晶片450的区域442上方发射。然而应当理解，由于LED晶片450和光致发光元件404和408中产生光的分布体积以及由于三种不同波长的光传播的宽角度范围，导致可能存在一些交叉。例如，一种波长的光可以在主要发射另一种颜色的光的光产生系统的区域上方发射。
在此时参照图4A至图4F描述的实施例中，产生较短转换波长的光致发光元件的位置更靠近电致发光元件。这并非必须的要求，并且另一种可能的构造是如下的构造：产生较长转换波长的光致发光元件的位置更靠近电致发光元件。在图4G中示意性示出这种构造的实例，其示出其中第一光致发光元件404和第二光致发光元件408附着于LED基底450的波长转换器。第二光致发光元件408的位置比第一光致发光元件404更靠近LED基底450。在这个实例中，第二光致发光元件408产生第二转换波长的光456，该光的波长比第一光致发光元件404产生的第一转换波长的光454长。对于图示的构造，第二转换波长的光的波长太长以至于不能被第一光致发光元件404吸收，所以第二转换波长的光456穿过位于第二光致发光元件上方的第一光致发光元件404。
此外，必须完全去除波长转换器晶片中覆盖LED晶片450一部分的区域，所述LED晶片450的一部分产生从光产生系统射出的泵浦光。为了举例说明，在图4G所示的示例性实施例中，窗口层418的一部分覆盖LED晶片450的发射泵浦光452的区域436。
在图4A至图4G中，示例性的剖面图横向受限并且仅示出产生泵浦光、第一转换波长的光和第二转换波长的光的一个区域。应当理解，按晶片级，可以包含许多这种区域。例如，在光产生系统在全色投影显示器中使用的情况下，能够产生各颜色的一个或多个区域可以一起被视为像素，其中最小尺寸的像素合并了三种颜色中每种颜色的一个单独的区域。因此，图4A至图4G可以被视为只示出许多像素中的一个像素。晶片上的相邻区域可以被各自单独寻址，由此构成不同像素。在图4H中示意性示出的晶片的一个示例性剖面将波长转换光产生系统460的横向视图延伸横过由虚线464隔开的两个像素462。
在以上参照图4A至图4H讨论的实例中，在波长转换器的一面被蚀刻之后，波长转换器从一个基底(通常为生长基底)转移到LED。然后，波长转换器的第二面在粘合到LED晶片之后被蚀刻。在这个过程中，波长转换器的两个面都被蚀刻。在一些情形下，可能有利的是，将一面已被蚀刻的波长转换器转移到用于对第二面进行蚀刻的中间基底，而非转移到LED晶片。例如，可以将波长转换器附着于中间基底，使得在转换器被运输到将双蚀刻的转换器晶片与LED晶片集成的第二方之前，由转换器制造者对转换器的两面进行蚀刻。
现在，参照图5A至图5D讨论这种方法中的一些示例性工艺步骤。对这种方法的说明开始于如图4C所示的蚀刻转换器。已经讨论了直至此时的工艺步骤。蚀刻转换晶片431的上表面432附着于如图5A中所示的中间基底502并且去除基底402。如图5B中所示，例如通过蚀刻，可以去除第二光致发光元件408的不同区域534、538，并且如图5C中所示，可以采用与上述方式类似的方式，在蚀刻区域434上方沉积第二平坦化层504。由此形成波长转换器520，其被双面蚀刻并且安装到中间基底502以适于运输。经蚀刻的波长转换器520还可以设置有便于运输的例如蜡、光致抗蚀剂、保护带的保护层。中间基底502可以由任何合适的材料形成，包括(但不限于)玻璃、陶瓷、半导体或塑料。
随后，可以利用已描述的粘合剂层或直接粘合或者使用任何其它合适的方法，将经蚀刻的波长转换器520的上表面444附着于LED晶片522。然后，可以去除中间基底502，从而形成图5D中示意性示出的光产生系统550，其中LED晶片522附着于两面已被蚀刻的波长转换器晶片。
应当理解，图4A至图4F和图5A至图5D所示的器件示意性地代表了处于构造的各种中间阶段的器件，而并不代表中间器件的精确剖面。不同的材料去除技术会造成蚀刻区域中产生不垂直的侧壁。例如，湿蚀刻的一个实际方面在于，蚀刻工艺往往不会产生垂直壁，而是产生随着侧壁变深弯曲到蚀刻区域中的侧壁。因此，实际器件中的蚀刻区域不一定具有图4B至图4F和图5A至图5D所示的垂直侧壁，而是具有弯曲的侧壁，使所得的半导体结构的顶部比其底部窄。其它材料去除技术可将侧壁成形为其它方式，使得剩余半导体结构的顶部比其底部宽。另外，其它材料去除技术可以使侧壁是倾斜且笔直的而非弯曲的。另外，应该指出的是，侧壁的最终形状(笔直或弯曲的)可能取决于被蚀刻的材料和蚀刻剂的组成。
例如，具有如可能使用湿蚀刻形成的弯曲侧壁的波长转换器的一个实例在图6A至图6C中示意性示出。在这个实例中，包括第一光致发光元件602和第二光致发光元件604(包括窗口层606、608和610)的波长转换器晶片600附着于基底612，如图6A中示意性示出的。应当理解，转换器晶片600可以具有更复杂的结构，但是为了附图中简便起见，省去了蚀刻阻挡层和其它层。
例如，通过蚀刻去除第二光致发光元件604的一部分，并且用第一钝化层614填充蚀刻部分，第一钝化层614可以被平坦化以形成平坦化表面618，如在图6B中示意性示出的。通过蚀刻工艺形成的第二光致发光元件604的侧壁616表现为随着侧壁616变深而弯曲到蚀刻区域内。在附图中，为了清晰起见，夸大了侧壁616的弯曲量。结果，在光致发光元件604的未蚀刻部分中，在蚀刻工艺开始时最开始暴露于蚀刻剂的一侧比背离蚀刻剂的一侧窄。换句话讲，未蚀刻部分的顶部比其根部窄。
然后，可以将平坦化表面618附着于第二基底620，第二基底620可以是LED晶片或中间基底或者某些其它基底，并且去除第一基底612，从而留下第二光致发光元件604位于第一光致发光元件602和第二基底之间。现在，可以通过(例如)蚀刻去除第一光致发光元件602的各种区域。在图6C所示的实例中，蚀刻区域622和624以去除第一光致发光元件602的一些部分。再一次地，被蚀刻的侧壁626弯曲，使得第一光致发光元件602的剩余部分的顶部628(比较远离基底620的部分)较窄并且其底部630(较靠近基底620)较窄。然而，第二光致发光元件604的顶部632(较远离基底620)比第二光致发光元件604的底部634(较靠近基底620)宽。两个光致发光元件602、604的宽度沿着不同方向相对于基底620是不同的这一事实是由于波长转换器的每面被蚀刻的事实造成的。可以用钝化层填充区域622和624。
在图6D中示意性示出光产生装置650的另一个示例性实施例的剖视图。装置650包括附着于LED晶片654的波长转换器652，该波长转换器652具有第一光致发光元件656和第二光致发光元件658。波长转换器652的两面都被图案化。在图示实施例中，波长转换器652面对LED晶片654的一面包括第二光致发光元件658，并且波长转换器652背离LED晶片654的一面包括第一光致发光元件656。第二光致发光元件658被图案化，从而具有在朝向LED晶片654的方向上变窄的一个或多个结构660。换句话讲，结构660的顶部比结构660的底部窄。第一光致发光元件656被图案化，从而具有在背离LED晶片654的方向上变窄的一个或多个结构662。换句话讲，结构662的顶部比结构662的底部窄。这里术语“顶部”是指结构中较远离半导体叠堆中心的那部分，并且术语“底部”是指结构中较靠近叠堆中心的那部分。
在这个实施例中，窗口层664位于光致发光元件656和658之间，并且在这个实施例中，其遍布LED晶片654的整个区域，如既没有被第一光致发光元件656覆盖又没有被第二光致发光元件658覆盖的区域666。示例性的装置650的示例性视图显示了由虚线668隔开的两个像素，尽管应当理解晶片可能包含许多像素。
还应该指出的是，产生不同颜色的不同区域的尺寸不需要都是相同的。例如，在图示实施例中，发射LED波长的光的区域666的横向宽度比第一光致发光元件656和第二光致发光元件658下面的区域670和672的横向宽度都窄。为了实现特定的颜色平衡，可以对这些单独区域的宽度进行选择。例如，如果当两个区域666和672的宽度一样时从区域672发射的一种颜色的光呈现给观众的不及从区域666发射的第二种颜色的光所呈现的亮，则可能有利的是减小区域666的宽度并且增大区域672的宽度，使得这两个区域呈现给观众的是一样的亮度。
在一些其它实施例中，结构660的顶部可比结构660的底部宽，并且结构662的顶部可比结构662的底部宽，例如，如图6E中针对波长转换光源680所示意性示出的。在这个实施例中，侧壁663是笔直的，但是在其它实施例中，它可以是弯曲的。
在一些情况下，光转换元件可以包括块状荧光体。例如，熟知的荧光体Ce:YAG可这样制备成块：在高温和高压下烧结Ce:YAG荧光体粒子，以形成基本上光学透明的且不散射的块。构造的细节在(例如)通过引用方式并入本文的美国专利No.7,361,938中有所描述。可用在光转换元件中的示例性荧光体包括硫化镓酸锶、掺杂的GaN、铜活化硫化锌和银活化硫化锌。其它可用的荧光体包括掺杂YAG、硅酸盐、氮氧化硅、氮化硅和基于铝酸盐的荧光体。这类荧光体的实例包括Ce:YAG、SrSiON:Eu、SrBaSiO:Eu、SrSiN:Eu和BaSrSiN:Eu。
具有不同组分或主要发射波长的多个荧光体块层可以通过共烧结而堆叠在一起。在其它情况下，可以使用粘合剂、热塑性塑料、溶胶-凝胶或其它粘合材料将单独的荧光体块粘合在一起。在一些实施例中，粘合材料可以具有与荧光体块几乎完全不同的溶解度特性，以充当蚀刻阻挡件。
可以使用一个或多个半导体光致发光元件和/或一个或多个块荧光体光致发光元件来形成能够转换成多种颜色的分层波长转换器。在图7中示意性示出分层多波长转换器700的示例性实施例，其中，层702是第一光致发光元件，层704是第二光致发光元件并且层706是可选的粘合层。第一光致发光元件702和第二光致发光元件704中的任一个可以是半导体光致发光元件或者可以是块荧光体光致发光元件。
本发明不应被视为局限于上文所述的具体例子，而应该理解为涵盖所附权利要求书中明确陈述的本发明的所有方面。本发明所属领域的技术人员在阅读本发明的说明书之后，本发明可适用的各种修改形式、等效方法以及众多结构将变得显而易见。权利要求书旨在涵盖这些修改形式和装置。例如，尽管以上说明讨论了基于GaN的LED，但本发明也适用于采用其它III-V族半导体材料制作的LED并且也适用于采用II-VI族半导体材料的LED。

Claims (28)

1.一种形成光转换元件的方法，包括：
提供半导体结构，所述半导体结构具有与第二光致发光元件一起外延生长的第一光致发光元件；
从所述半导体结构的第一侧蚀刻所述第一光致发光元件内的第一区域；以及
从所述半导体结构的第二侧蚀刻所述第二光致发光元件内的第二区域。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括提供附着于第一基底的所述半导体结构以及当所述半导体结构附着于所述第一基底时蚀刻所述第一光致发光元件内的所述第一区域，并且还包括将所述半导体结构从所述第一基底转移到第二基底以及当所述半导体结构附着于所述第二基底时蚀刻所述第二光致发光元件内的所述第二区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二基底包括电致发光器件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二基底包括中间基底，并且所述方法还包括在蚀刻所述第二区域之后将所述半导体结构从所述中间基底转移到电致发光器件。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括在蚀刻所述第一区域之后为所述第一区域提供第一钝化层。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括平坦化所述第一钝化层。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括在蚀刻所述第二区域之后为所述第二区域提供第二钝化层。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括平坦化所述第二钝化层。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供具有设置在所述第一和第二光致发光元件之间的蚀刻阻挡层的所述半导体结构。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述蚀刻阻挡层由基于硒化镉锌(CdZnSe)的半导体材料形成，并且所述方法还包括通过使所述蚀刻阻挡层暴露于HBr/H2O/Br2的溶液来蚀刻所述蚀刻阻挡层。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光致发光元件包括硒化镉镁锌(CdMgZnSe)，并且蚀刻所述第一光致发光元件包括使所述第一光致发光元件暴露于HCl和HBr中的至少一种的溶液。
12.一种形成多波长发光二极管(LED)的方法，包括：
在波长转换器的第一侧蚀刻第一图案；
在所述波长转换器的第二侧蚀刻第二图案；以及
将所述波长转换器附着于LED。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述波长转换器包括一起外延生长的第一和第二光致发光元件。
14.根据权利要求12所述的方法，其中蚀刻所述第一图案包括在第一光致发光元件内蚀刻所述第一图案，并且蚀刻所述第二图案包括在第二光致发光元件内蚀刻所述第二图案。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括在第一蚀刻图案上提供第一钝化层。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括平坦化所述第一钝化层。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括在第二蚀刻图案上提供第二钝化层以及平坦化所述第二蚀刻图案。
18.根据权利要求12所述的方法，其中将所述波长转换器附着于LED包括将所述波长转换器直接结合至所述LED。
19.根据权利要求12所述的方法，其中将所述波长转换器附着于LED包括使用粘合剂层将所述波长转换器粘附至所述LED。
20.一种形成半导体器件的方法，包括：
将波长转换器元件附着于电致发光器件，所述波长转换器元件包括半导体层叠堆，所述半导体层叠堆包括第一光致发光元件和窗口层；
利用所述波长转换器的窗口层的第一部分基本上覆盖所述电致发光元件的第一区域；以及
利用所述波长转换器的第一光致发光元件的至少一部分基本上覆盖所述电致发光器件的第二区域，而不覆盖所述电致发光器件的所述第一区域。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述半导体层叠堆还包括第二光致发光元件，所述方法还包括利用所述波长转换器元件的第二光致发光元件基本上覆盖所述电致发光器件的第三区域，而不覆盖所述电致发光器件的第一或第二区域。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括利用所述第二光致发光元件覆盖所述第一区域。
23.根据权利要求20所述的方法，还包括将非外延材料设置于所述窗口层的第一部分的至少一侧。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括将非外延材料设置于所述窗口层的第一部分的两侧。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括蚀刻所述第一光致发光元件的一部分直至蚀刻阻止层，以暴露所述窗口层的第一部分。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述半导体层叠堆还包括第二光致发光元件，所述方法还包括蚀刻第二光致发光元件的一部分。
27.根据权利要求20所述的方法，其中将所述波长转换器元件附着于所述电致发光器件包括使用粘合剂将所述波长转换器元件粘附于所述电致发光器件。
28.根据权利要求20所述的方法，其中将所述波长转换器元件附着于所述电致发光器件包括将所述波长转换器元件直接结合到所述电致发光器件。
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