CN116207124A - 微型发光半导体器件、包括其的显示装置及制造其的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种微型发光半导体器件，包括：第一半导体层、提供在第一半导体层上的发光层、提供在发光层上的第二半导体层、以及提供在第二半导体层上的颜色转换层，颜色转换层包括多孔层，该多孔层包括量子点，其中第二半导体层的掺杂类型与颜色转换层的掺杂类型不同。

Description

微型发光半导体器件、包括其的显示装置及制造其的方法
技术领域
示例实施方式涉及其中颜色转换层和微型发光芯片具有单芯片结构的微型发光半导体器件、包括该微型发光半导体器件的显示装置、以及制造该微型发光半导体器件的方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器已被广泛用作显示装置。近来，通过使用微型发光器件来制造高分辨率显示装置的技术已成为人们关注的焦点。
包括微型发光器件的显示装置需要许多技术，诸如用于将微型发光器件移动到所需显示装置的像素位置的转移技术、修复方法、实现所需颜色的方法等。
发明内容
示例实施方式提供了一种微型发光半导体器件，其中颜色转换层和微型发光芯片具有单芯片结构。
示例实施方式还提供了一种包括微型发光半导体器件的显示装置，在微型发光半导体器件中颜色转换层和微型发光芯片具有单芯片结构。
示例实施方式还提供了一种制造微型发光半导体器件的方法，其中颜色转换层和微型发光芯片具有单芯片结构。
附加方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中是明显的，或者可以通过示例实施方式的实践来了解。
根据一示例实施方式的一方面，提供了一种微型发光半导体器件，包括：第一半导体层、提供在第一半导体层上的发光层、提供在发光层上的第二半导体层、以及提供在第二半导体层上的颜色转换层，颜色转换层包括多孔层，多孔层包含量子点，其中第二半导体层的掺杂类型与颜色转换层的掺杂类型不同。
第一半导体层可以包括n型半导体，第二半导体层可以包括p型半导体。
多孔层可以包括n-GaN。
第一半导体层、发光层和第二半导体层可以包括在微型发光芯片中，并且颜色转换层可以连接到微型发光芯片以形成为单片结构。
微型发光半导体器件还可以包括提供在第二半导体层和颜色转换层之间的中介层。
中介层可以包括氧化物和金属化合物中的一种，该氧化物包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种，该金属化合物包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种。
微型发光半导体器件还可以包括与颜色转换层相邻提供的保护层。
保护层可以延伸到第二半导体层和发光层。
微型发光半导体器件还可以包括提供在颜色转换层上的分布式布拉格反射层。
微型发光半导体器件可以是GaN基发光器件。
根据一示例实施方式的一方面，提供了一种显示装置，包括：基板、提供在基板上并且彼此间隔开的分隔壁、以及分别提供在由分隔壁隔开的井中的微型发光半导体器件，其中每个微型发光半导体器件包括：第一半导体层、提供在第一半导体层上的发光层、提供在发光层上的第二半导体层、以及提供在第二半导体层上的颜色转换层，颜色转换层包括多孔层，该多孔层包含量子点，其中第二半导体层的掺杂类型与颜色转换层的掺杂类型不同。
第一半导体层可以包括n型半导体，第二半导体层可以包括p型半导体。
多孔层可以包括n-GaN层。
第一半导体层、发光层和第二半导体层可以包括在微型发光芯片中，并且颜色转换层可以连接到微型发光芯片以形成为单片结构。
显示装置还可以包括提供在第二半导体层和颜色转换层之间的中介层。
中介层可以包括氧化物和金属化合物中的一种，该氧化物包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种，该金属化合物包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种。
显示装置还可以包括与颜色转换层相邻提供的保护层。
保护层可以延伸到第二半导体层和发光层。
显示装置还可以包括提供在颜色转换层上的分布式布拉格反射层。
根据一示例实施方式的另一方面，提供了一种制造微型发光半导体器件的方法，该方法包括：在第一基板上形成第一半导体层、在第一半导体层上形成发光层、在发光层上形成第二半导体层、在第二基板上堆叠u-GaN层和n-GaN层、将n-GaN层接合到第二半导体层、将u-GaN层与n-GaN层分离、通过经由电化学刻蚀来刻蚀n-GaN层而形成多孔层、通过将多孔层浸入量子点液体中以使量子点渗入多孔层中而形成颜色转换层、以及以微芯片为单位分离由上述操作形成的结构。
该方法还可以包括提供在u-GaN层和n-GaN层之间的二维材料层。
二维材料层可以包括石墨烯、BN、MoS2、WSe2、CrO2、CrS2、VO2、VS2和NbSe2中的至少一种。
该方法还可以包括在将u-GaN层和n-GaN层堆叠在第二基板上之后，在n-GaN层上形成临时基板、将第二基板与u-GaN层分离、以及将u-GaN层与n-GaN层分离。
第一半导体层、发光层和第二半导体层可以包括在微型发光芯片中，并且颜色转换层可以连接到微型发光芯片以形成为单片结构。
该方法还可以包括在第二半导体层和颜色转换层之间形成中介层。
中介层可以包括氧化物和金属化合物中的一种，该氧化物包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种，该金属化合物包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种。
该方法还可以包括形成与颜色转换层相邻的保护层。
保护层可以延伸到第二半导体层和发光层。
该方法还可以包括在颜色转换层上形成分布式布拉格反射层。
附图说明
示例实施方式的上述和/或其他方面、特征和优点将从以下结合附图的描述中变得更加明显，附图中：
图1是根据一示例实施方式的微型发光半导体器件的截面图；
图2示出了中介层进一步包括在图1的微型发光半导体器件中的示例；
图3是根据一示例实施方式的显示装置的截面图；
图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15是示出根据一示例实施方式的制造微型发光半导体器件的方法的图；
图16是示出根据一示例实施方式的将微型发光半导体器件转移到基板上的方法的图；
图17、图18、图19、图20、图21、图22和图23是示出根据另一示例实施方式的制造微型发光半导体器件的方法的图；
图24是根据一示例实施方式的电子装置的示意框图；
图25示出了根据一示例实施方式的显示装置应用于移动设备的示例；
图26示出了根据一示例实施方式的显示装置应用于车辆用显示装置的示例；
图27示出了根据一示例实施方式的显示装置应用于增强现实眼镜的示例；
图28示出了根据一示例实施方式的显示装置应用于标牌的示例；以及
图29示出了根据一示例实施方式的显示装置应用于可穿戴显示器的示例。
具体实施方式
现在将详细参照实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这点上，示例实施方式可以具有不同的形式并且不应被解释为限于在此阐述的描述。因此，以下仅通过参照附图来描述实施方式以解释方面。当在此使用时，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目的任何和所有组合。诸如“……中的至少一个”的表述当在一列元素之后时，修饰整列元素而不修饰列中的单独元素。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应被理解为包括仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、或者a、b和c全部。
在下文中，将参照附图详细描述根据各种实施方式的微型发光半导体器件、包括微型发光半导体器件的显示装置、以及制造该微型发光半导体器件的方法。在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且为了清楚和便于描述，附图中每个元件的尺寸可以被夸大。术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种构成元件，但构成元件不应受术语限制。术语仅用于将一个构成元件与另一构成元件区分开。
单数表述包括复数表述，除非上下文另有明确指示。另外，当一部分被描述为“包括”某个构成元件时，意味着该部分还可以包括其他构成元件，而非排除其他构成元件，除非另有说明。另外，在附图中，为了清楚的描述，每个构成元件的尺寸或厚度可以被夸大。另外，当描述某一材料层形成在基板或另一层上时，该材料层也可以形成为与基板或另一层直接接触，或者可以在其间形成第三层。另外，在以下示例中，形成各层的材料是示例，并且可以使用其他材料。
另外，说明书中描述的诸如“单元”、“部分”和“模块”的术语可以表示处理至少一个功能或操作的单元，其可以由硬件、软件或硬件和软件的组合构成。
本实施方式中描述的具体实施方案是示例并且不以任何方式限制技术范围。为了简要说明，可以省略相关技术的电子配置、控制系统、软件和系统的其他功能方面的描述。另外，图中所示的构成元件之间的线路的连接或连接构件示例性地表示功能连接和/或物理或电路连接，并且在实际装置中可以表示为替代或附加的各种功能连接、物理连接或电路连接。
术语“上述”和类似参照术语的使用可以对应于单数和复数两者。
构成方法的步骤不限于所描述的顺序并且可以以任何合适的顺序执行，除非有明确的声明这些步骤应该以所描述的顺序执行。另外，所有示例术语(“例如”和“等”)的使用仅用于详细描述技术思想，并且权利要求的范围不限于这些术语，除非由权利要求限制。
图1示出了根据一示例实施方式的微型发光半导体器件。
微型发光半导体器件100可以包括第一半导体层110、提供在第一半导体层110上的发光层115、提供在发光层115上的第二半导体层120、以及提供在第二半导体层120上的颜色转换层130。第一半导体层110、发光层115和第二半导体层120可以构成微型发光芯片101。另外，第二半导体层120和颜色转换层130可以包括不同掺杂类型的半导体层。微型发光半导体器件100可以是GaN基发光器件。
第一半导体层110可以包括第一类型半导体。例如，第一半导体层110可以包括n型半导体。第一半导体层110可以包括n型III-V族半导体，例如n-GaN。第一半导体层110可以具有单层结构或多层结构。
发光层115可以提供在第一半导体层110的上表面上。电子与空穴结合以在发光层115中产生光。发光层115可以具有多量子阱(MQW)或单量子阱(SQW)结构。发光层115可以包括III-V族半导体，例如氮化镓(GaN)。
第二半导体层120可以提供在发光层115的上表面上。第二半导体层120可以包括例如p型半导体。第二半导体层120可以包括p型III-V族半导体，例如p-GaN。第二半导体层120可以具有单层结构或多层结构。
u-GaN层105可以进一步提供在第一半导体层110下方。u-GaN层105可以用作用于生长第一半导体层110的缓冲层。微型发光芯片101可以具有水平电极结构。第一电极125可以提供在第一半导体层110的上表面的一部分上，第二电极126可以提供在第二半导体层120的上表面的一部分上。然而，第一电极125和第二电极126的位置不限于此。第一电极125和第二电极126可以各自包括例如银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)或其合金。然而，第一电极125和第二电极126不限于此。
颜色转换层130可以具有这样的结构，其中用于颜色转换的量子点132嵌入在包括孔133的多孔层131中。多孔层131可以包括n-GaN。可以通过经由电化学蚀刻方法蚀刻N-GaN来形成多孔层131。当多孔层131浸入量子点液体中时，量子点132可以嵌入多孔层131中。当量子点132嵌入多孔层131中时，入射在颜色转换层130上的光的光散射效应可以增加以增加颜色转换效率。当提高颜色转换效率时，可以将颜色转换层130的厚度减小到相对薄，并且可以减少未被颜色转换的蓝光的泄漏，从而可以获得高纯度的颜色。
量子点132可以各自由具有几纳米的尺寸的无机材料形成并且具有指定波长的能带隙以在吸收高于能带隙的能量的光时发射不同波长的光。量子点132各自具有窄的发光波长带，从而可以增加显示器的颜色再现性。
量子点132可以各自包括II-VI族半导体、III-V族半导体、IV-VI族半导体、IV族半导体和/或石墨烯量子点。量子点132可以各自包括例如镉(Cd)、硒(Se)、锌(Zn)、硫(S)和/或磷化铟(InP)，并且可以各自具有几十纳米或更小的直径，例如约10nm或更小的直径。取决于它们的材料或尺寸，量子点132可以被蓝光激发以发射绿光或红光。根据另一示例实施方式，量子点132可以被极紫外光激发以发射蓝光、绿光或红光。
保护层145可以被提供为与颜色转换层130相邻并围绕颜色转换层130。保护层145可以从颜色转换层130的侧表面延伸到第一半导体层120和发光层115的侧表面的至少一部分。根据另一示例实施方式，保护层145可以从颜色转换层130的侧表面延伸到第二半导体层110的部分侧表面。因为量子点132易受湿气影响，保护层145提供在颜色转换层130上以增加颜色转换层130的可靠性并减少量子点132的消耗，因此可以增加微型发光半导体器件100的价格竞争力。保护层145可以包括例如铝氧化物(Al2O3)、硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiN)。
显示装置的绿色和红色微型发光器件与蓝色微型发光器件相比具有较低的发光效率和较低的价格。因此，可以通过使用颜色转换层130将蓝光转换成绿光或红光来显示彩色图像，从而可以提高发光效率并降低制造成本。
还可以在颜色转换层130上提供分布式布拉格反射层140。分布式布拉格反射层140具有折射率不同的两层交替堆叠的结构，并且可以反射指定颜色的光，例如约300nm至约500nm的波长范围的光。分布式布拉格反射层140将未被颜色转换层130转换的蓝光或极紫外光反射到颜色转换层130以被颜色转换层130回收用于颜色转换，因此可以提高颜色转换率。
微型发光半导体器件100可以具有例如约200μm或更小的尺寸。根据另一示例实施方式，微型发光半导体器件100可以具有例如约100μm或更小的尺寸。另外，微型发光芯片101和颜色转换层130可以单片一体地形成在芯片单元中，因此，与单独形成颜色转换层的情况相比，制造工艺可以相对简化并且制造成本可以相对降低。
图2示出了在图1所示的微型发光半导体器件中进一步提供中介层的示例。被赋予与图1中相同的附图标记的部件具有基本相同的构造和功能，因此，其详细描述被省略。
微型发光半导体器件100A还可以包括提供在微型发光芯片101和颜色转换层130之间的中介层150。中介层150可以提供在第二半导体层120和颜色转换层130之间。中介层150可以由包括SiO2、铌酸锂(LiNbO3)和锂钽氧化物(LiTaO3)中的至少一种的氧化物、或包括Au:Ni、Au:Si、铝:锗(Al:Ge)、Au:In和铝:锡(Au:Sn)中的至少一种的金属化合物形成。中介层150可以增加微型发光芯片101和颜色转换层130之间的接合力。另外，当量子点132靠近微型发光芯片101布置时，颜色转换率可能由于不稳定而降低。当量子点132暴露于强光或受到热冲击时，其特性趋于迅速降低。因此，当量子点132与微型发光芯片101分开预设距离时，可以提高效率。中介层150可以具有例如约50nm至约2μm的厚度。中介层150可以将颜色转换层130与微型发光芯片101分开，并且防止颜色转换层130的特性由于来自微型发光芯片101的光而降低。
图3示意性地示出了根据一示例实施方式的显示装置。
参照图3，显示装置200可以包括多个像素PX，并且多个像素PX可以各自包括发射不同颜色的子像素。像素PX可以是用于显示图像的单元。可以通过控制各个子像素的颜色和光量来显示图像。例如，像素PX可以包括第一子像素SP1、第二子像素SP2和第三子像素SP3。
显示装置200可以包括基板210、提供在基板210上的分隔壁220、以及分别提供在由分隔壁220分隔的井230中的微型发光半导体器件100。图3示出了基板210和分隔壁220被配置为单独主体的示例，然而，实施方式不限于此，并且基板210和分隔壁220可以被配置为单个主体。基板210可以由包括用于驱动微型发光半导体器件100的驱动器的背板基板或用于将微型发光半导体器件100转移到另一基板的转移模制基板形成。
微型发光半导体器件100可以分别提供在井230中。微型发光半导体器件100可以分别包括微型发光芯片101和颜色转换层130，它们与参照图1和图2描述的相同，因此省略其详细描述。此外，微型发光芯片101可以提供在其他井230中。微型发光半导体器件100和微型发光芯片101可以转移到基板210上。转移的方法可以包括压印法，取放方法或流体自组装方法。
可以从第一子像素SP1的微型发光芯片101发射蓝光。颜色转换层130的量子点132可以被从微型发光芯片101发射的蓝光激发，因此，第二子像素SP2可以发射绿光。颜色转换层130的量子点132可以被从微型发光芯片101发射的蓝光激发，因此第三子像素SP3可以发射红光。发射的颜色带可以取决于量子点132的材料或尺寸而变化。
微型发光半导体器件100具有单片结构并且分别提供在井230中，因此，微型发光半导体器件100的颜色转换层130和分隔壁220之间可以存在分离空间。
反射层235可以进一步提供在井230的分隔壁220上。反射层235可以反射从微型发光半导体器件100发射的光以变成有效光。
接着，将描述根据一示例实施方式的制造微型发光半导体器件的方法。
参照图4，可以在第一基板310上形成第一半导体层315，并且可以在第一半导体层315上形成发光层317。另外，可以在发光层317上形成第二半导体层319。第一基板310可以包括例如硅基板、蓝宝石基板或玻璃基板。然而，第一基板310不限于此，并且可以对其使用各种外延基板。第一半导体层315可以包括例如n型半导体层。第一半导体层315可以包括n-GaN层。第二半导体层319可以包括p型半导体层。u-GaN层312可以形成在第一基板310和第一半导体层315之间。
参照图5，u-GaN层323和n-GaN层327可以堆叠在第二基板320上。第二基板320可以包括例如硅基板或蓝宝石基板。二维材料层325可以形成在u-GaN层323和n-GaN层327之间。二维材料层325可以包括石墨烯、氮化硼(BN)、二硫化钼(MoS2)、二硒化钨(WSe2)、铬氧化物(CrO2)、铬硫化物(CrS2)、二氧化钒(VO2)、二硫化钒(VS2)和铌硒化物(NbSe2)中的至少一种。如下所述，二维材料层325可以更容易地将n-GaN层327与u-GaN层323分离。当n-GaN层327在第二基板320上生长时，n-GaN层327可以沿着第二基板320的晶格而不是二维材料层325的晶格生长。
参照图6，图5所示的结构与图4所示的发光结构组合。在这种情况下，可以通过使n-GaN层327面对第二半导体层319来组合这两个结构。另外，参照图7，u-GaN层323可以与n-GaN层327分离。由于二维材料层325具有弱粘附力，u-GaN层323可以更容易与n-GaN层327分离。
在u-GaN层323与n-GaN层327分离之前，可以在第二基板320上堆叠至少一个金属层。例如，可以在第二基板320上堆叠Ti层331和Ni层332。然后，由于Ti层331和Ni层332施加的应力，具有弱接合力的二维材料层325可以更容易地分离。因此，可以暴露n-GaN层327。
参照图8，第一中介层341可以进一步堆叠在图6所示结构的第二半导体层319上，第二中介层342可以进一步堆叠在n-GaN层327上。第一中介层341和第二中介层342可以各自包括，例如包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种的氧化物、或者包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种的金属化合物。另外，可以通过第一中介层341和第二中介层342执行晶片接合。
然后，参照图9，u-GaN层323和第二基板320可以与n-GaN层327分离以暴露n-GaN层327。
在图10中，可以通过使用电化学蚀刻方法蚀刻图7所示结构的n-GaN层327来形成多孔层328。多孔层327可以包括多个孔328a。在电化学蚀刻方法中，待蚀刻的样品被浸入溶剂中，并通过外部偏压将电极与样品和溶剂连接以产生载流子，从而可以进行蚀刻。此时使用的溶剂可以包括各种溶剂，诸如草酸。在电化学蚀刻方法中，电极可以与样品直接连接，或者电极也可以通过使用两个腔室间接连接。
当对样品施加电压时，在特定条件下对样品执行选择性蚀刻，并且样品可以转变成多孔层。蚀刻剂可以包括例如氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、氯化氢(HCl)、草酸(C2H2O4)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)和氟化氢(HF)中的至少一种。
参照图11，图10所示的结构可以以微芯片为单位蚀刻，可以在第一半导体层315上形成第一电极351，并且可以在第二半导体层319上形成第二电极352。在蚀刻步骤中，可以仅执行蚀刻至第一基板310的部分深度。例如，在蚀刻步骤中，第一基板310可以是晶片单元结构。第一电极351和第二电极352可以形成为晶片结构。可以以微芯片为单位蚀刻晶片结构以形成包括第一半导体层315、发光层317和第二半导体层319的微型发光芯片311。
参照图12，可以通过将多孔层328浸入量子点液体中以使量子点329渗入多孔层328的孔328a中来形成颜色转换层321。
参照图13，可以在颜色转换层321上形成分布式布拉格反射层351。另外，保护层355可以形成在颜色转换层321的侧表面上。保护层355可以防止颜色转换层321的特性由于外部环境而减少。保护层355可以包括例如Al2O3、SiO2或SiN。保护层355可以延伸到第二半导体层319和发光层317。根据另一示例实施方式，保护层355可以延伸到第二半导体层319的一部分、发光层317的一部分、以及第一半导体层315的一部分。
参照图14，可以通过去除第一基板310以微芯片为单位形成微型发光半导体器件。因此，微型发光芯片311和颜色转换层321可以形成为单片结构。可以使用化学剥离法来去除第一基板310。例如，当通过用KOH执行湿蚀刻来去除第一基板310时，由于与第一基板310的较大蚀刻速率差异，u-GaN层312或n-GaN层315可以与第一基板310流畅地分离。因此，u-GaN层312或n-GaN层315可以具有平滑的表面。另外，由于颜色转换层321由多孔层328构成，因此颜色转换层321可以具有相对粗糙的表面。因此，微型发光半导体器件的上表面(颜色转换层的上表面)与其下表面(u-GaN层312或n-GaN层315的下表面)相比可以具有相对大的粗糙度。例如，微型发光半导体器件的上表面(颜色转换层的上表面)与其下表面(u-GaN层312或n-GaN层315的下表面)相比可以具有相对大的表面能。
图15示出了由图9所示结构形成的微型发光半导体器件。第一中介层341和第二中介层342可以提供在微型发光芯片311和颜色转换层321之间。
接着，将描述转移微型发光半导体器件的方法的示例。图16是示出根据一示例实施方式的通过使用湿自组装转移方法转移微型发光半导体芯片的方法的图。
准备包括多个井420的基板410。基板410可以包括单层或者可以包括多个层。微型发光半导体器件100布置在井420中。微型发光半导体器件100可以包括具有微小尺寸的各种类型的半导体芯片，并且微小尺寸可以是约200μm或更小。根据另一示例实施方式，微小尺寸可以是约100μm或更小。另外，可以将液体供应到井420。任何种类的液体都可以用作该液体，只要所述液体不腐蚀或损坏微型半导体发光器件100。液体可以包括例如以下中的一种或其化合物：水、乙醇、醇、多元醇、酮、卤代烃、丙酮、助熔剂和有机溶剂。有机溶剂可以包括例如异丙醇(IPA)。然而，可用的液体不限于此，并且可以进行各种修改。
将液体供应到井420的方法可以包括例如喷涂法、分配法、喷墨点法、使液体流到基板410的方法等。将多个微型发光半导体器件100提供到基板410。多个微型发光半导体器件100可以直接喷涂到基板410上而无需任何其他液体，或者可以通过被包含在悬浮液中而供应到基板410。供应包括在悬浮液中的微型发光半导体器件100的方法可以包括喷涂法、滴落液体的分配法、像印刷法那样喷射液体的喷墨点法、使悬浮液流到基板410上的方法等。
基板410由能够吸收液体的吸收器430扫描。任何材料可以用于吸收器430，只要该材料可以吸收液体，并且其形状或结构不受限制。吸收器430可以包括例如织物、薄纱、聚酯纤维、纸、擦拭器等。吸收器430可以单独使用而无需其他辅助器件，但是吸收器430不限于此并且可以联接到支撑件440以方便地扫描基板410。支撑件440可以具有适于扫描基板410的各种形状和结构。支撑件440可以具有例如杆、叶片、板或擦拭器的形式。吸收器430可以提供在支撑件440的任一侧或者可以围绕支撑件440。
吸收器430可以在以适当的压力按压基板410的同时扫描基板410。扫描可以包括在吸收器430经过多个井420同时与基板410接触的同时吸收液体的步骤。可以以各种方式执行扫描，诸如吸收器430的滑动方法、旋转(rotating)方法、平移运动方法、往复运动方法、滚动方法、旋转(spinning)方法和/或摩擦方法，并且可以包括规则方法和不规则方法两者。扫描也可以通过移动基板410而不是吸收器430来执行，并且可以以各种方式执行，诸如基板410的滑动方法、旋转方法、平移运动方法、往复运动方法、滚动方法、旋转方法和/或摩擦方法。扫描也可以与吸收器430和基板410协同执行。
当吸收器430扫描基板410时，微型发光半导体器件100可以在井420中对齐。在微型发光半导体器件100的湿转移期间，微型发光半导体器件100可以由于微型发光半导体器件100的上表面和下表面之间的表面能差异而对齐。
接着，描述根据另一实施方式的制造微型发光半导体器件的方法。
参照图17，可以在基板510上堆叠u-GaN层513和n-GaN层515。基板510可以包括蓝宝石基板。参照图18，图17所示的结构被翻转使得基板510在结构上，然后可以在n-GaN层515上形成临时基板518。然后，可以将基板510与u-GaN层513分离。临时基板518用于在去除基板510时支撑n-GaN层515。
参照图19，可以从n-GaN层515去除u-GaN层513。参照图20，n-GaN层515可以联接到图4所示的结构以面对第二半导体层319。参照图21，可以从n-GaN层515去除临时基板518以暴露n-GaN层515。临时基板518临时联接到n-GaN层515，因此，临时基板518可以更容易从其去除。可以通过使用上述方法在n-GaN层515上形成颜色转换层。
参照图22，在图20所示的结构中，可以在第二半导体层319上形成第一中介层521，并且可以在n-GaN层515上形成第二中介层522。另外，参照图23，可以去除临时基板518以暴露n-GaN层515，并且可以通过使用上述方法在n-GaN层515上形成颜色转换层。
如上所述，根据示例实施方式的制造方法，可以制造其中微型发光芯片311和颜色转换层321以单片结构形成的微型发光半导体器件。
图24是根据一示例实施方式的包括显示装置的电子装置的框图。
参照图24，电子装置8201可以提供在网络环境8200中。在网络环境8200中，电子装置8201可以通过第一网络8298(短距离无线通信网络等)与另一电子装置8202通信，或者可以通过第二网络8299(长距离无线通信网络等)与另一电子装置8204和/或服务器8208通信。电子装置8201可以通过服务器8208与电子装置8204通信。电子装置8201可以包括处理器8220、存储器8230、输入器件8250、声音输出器件8255、显示装置8260、音频模块8270、传感器模块8276、接口8277、触觉模块8279、相机模块8280、电源管理模块8288、电池8289、通信模块8290、用户识别模块8296和/或天线模块8297。这些部件中的一些可以从电子装置8201省略或者可以向电子装置8201添加其他部件。这些部件中的一些可以被实现为一个电路。例如，传感器模块8276(指纹传感器、虹膜传感器、照度传感器等)可以嵌入在显示装置8260(显示器等)中。
处理器8220可以执行软件(诸如程序8240)以控制电子装置8201的连接到处理器8220的一个或多个其他部件(硬件、软件部件等)并且可以执行各种数据处理或算数。作为数据处理或算数的部分，处理器8220在易失性存储器8232中存储从其他部件(传感器模块8276、通信模块8290等)接收的命令和/或数据，并且处理存储在易失性存储器8232中的命令和/或数据，并将结果数据存储在非易失性存储器8234中。非易失性存储器8234可以包括内部存储器8236和外部存储器8238。处理器8220可以包括主处理器8221(中央处理单元、应用处理器等)和协处理器8223(图形处理单元、图像信号处理器、传感器中枢处理器、通信处理器等)，其可以独立地操作或与主处理器8221一起操作。协处理器8223可以使用比主处理器8221少的电力并且可以执行专门的功能。
协处理器8223可以在主处理器8221处于未激活状态(睡眠状态)时替主处理器8221控制与电子装置8201的一些部件(显示装置8260、传感器模块8276、通信模块8290等)相关的功能和/或状态，或在主处理器8221处于激活状态(应用执行状态)时与主处理器8221一起控制与电子装置8201的一些部件(显示装置8260、传感器模块8276、通信模块8290等)相关的功能和/或状态。协处理器8223(图像信号处理器、通信处理器等)可以被实现为与其功能相关的另外的部件(相机模块8280、通信模块8290等)的部分。
存储器8230可以存储电子装置8201的部件(处理器8220、传感器模块8276等)所需的各种数据。该数据可以包括例如针对软件(诸如程序8240)的输入数据和/或输出数据以及与其相关的命令。存储器8230可以包括易失性存储器8232和/或非易失性存储器8234。
程序8240可以作为软件存储在存储器8230中并且可以包括操作系统8242、中间件8244和/或应用8246。
输入器件8250可以从电子装置8201的外部(用户等)接收将在电子装置8201的部件(处理器8220等)中使用的命令和/或数据。输入器件8250可以包括遥控器、麦克风、鼠标、键盘和/或数字笔(手写笔等)。
声音输出器件8255可以将声音信号输出到电子装置8201的外部。声音输出器件8255可以包括扬声器和/或接收器。扬声器可以用于诸如多媒体播放或录音播放的通用目的，接收器可以用于接听来电。接收器可以作为扬声器的部分集成在扬声器中，或者可以实现为独立的单独器件。
显示装置8260可以在视觉上向电子装置8201的外部提供信息。显示装置8260可以包括用于控制显示器、全息装置或投影仪的控制电路以及相应器件。显示装置8260可以包括通过使用参照图3描述的转移结构制造的显示装置。显示装置8260可以包括配置为感测触摸的触摸电路和/或配置为测量由触摸产生的力的强度的传感器电路(压力传感器等)。
音频模块8270可以将音频转换成电信号，或者可以将电信号转换成音频。音频模块8270可以通过输入器件8250获取音频或者可以通过声音输出器件8255的扬声器和/或耳机和/或直接或无线地连接到电子装置8201的另一电子装置(电子装置8202)输出音频。
传感器模块8276可以检测电子装置8201的操作状态(功率、温度等)或外部环境状态(用户状态等)，并且可以产生与检测到的状态对应的电信号和/或数据值。传感器模块8276可以包括手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器和/或照度传感器。
接口8277可以支持一个或更多个指定协议，其可以用于将电子装置8201直接地或无线地连接到另一电子装置(电子装置8202等)。接口8277可以包括高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口和/或音频接口。
连接端子8278可以包括连接器，电子装置8201可以通过该连接器物理连接到另一电子装置(例如，电子装置8202)。连接端子8278可以包括HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器和/或音频连接器(耳机连接器等)。
触觉模块8279可以将电信号转换成用户可通过触觉或动觉感知的机械刺激(振动、移动等)或电刺激。触觉模块8279可以包括电机、压电效应元件和/或电刺激元件。
相机模块8280可以捕获静止图像和视频。相机模块8280可以包括透镜组件(该透镜组件包括一个或更多个透镜)、图像传感器、图像信号处理器和/或闪光灯。包括在相机模块8280中的透镜组件可以收集从要被成像的对象发出的光。
电源管理模块8288可以管理供应给电子装置8201的电力。电源管理模块8288可以实现为电源管理集成电路(PMIC)的部分。
电池8289可以向电子装置8201的构成元件供电。电池8289可以包括不可再充电的原电池、可再充电的二次电池和/或燃料电池。
通信模块8290可以在电子装置8201和另外的电子装置(电子装置8202、电子装置8204、服务器8208等)之间建立直接(有线)通信信道和/或无线通信信道，并且可以支持通过所建立的通信信道的通信。通信模块8290可以独立于处理器8220(应用处理器等)操作并且可以包括支持直接通信和/或无线通信的一个或更多个通信处理器。通信模块8290可以包括无线通信模块8292(蜂窝通信模块、短距离无线通信模块、全球导航卫星系统(GNSS)通信模块等)和/或有线通信模块8294(局域网(LAN)通信模块、电力线通信模块等)。在这些通信模块当中，对应的通信模块可以通过第一网络8298(诸如蓝牙、WiFi直连或红外数据协会(IrDA)的短距离通信网络)或第二网络8299(诸如蜂窝网络、互联网或计算机网络(LAN、广域网(WAN)等)的电信网络)与另一电子装置通信。各种类型的这些通信模块可以集成到一个构成元件(单个芯片等)中，或者可以实现为多个分离的构成元件(多个芯片)。无线通信模块8292可以通过使用存储在用户识别模块8296中的用户信息(国际移动用户标识符(IMSI)等)检验并验证诸如第一网络8298和/或第二网络8299的通信网络中的电子装置8201。
天线模块8297可以向外部(其他电子装置等)发送信号和/或电力或者可以从外部接收信号。天线可以包括辐射器，该辐射器由形成在基板(印刷电路板(PCB)等)上的导电图案制成。天线模块8297可以包括一个或多个天线。当包括多个天线时，通信模块8290可以从多个天线当中选择适合在诸如第一网络8298和/或第二网络8299的通信网络中使用的通信方法的天线。信号/或电力可以通过所选择的天线在通信模块8290和其他电子装置之
间发送或接收。除了天线之外，其他部件(射频集成电路(RFIC)等)可以5被包括作为一些天线模块8297。
一些构成元件可以通过通信方法(总线、通用输入和输出(GPIO)、串行外围接口(SPI)、移动工业处理器接口(MIPI)等)在外围器件之间彼此连接，并且可以交换信号(命令、数据等)。
可以通过连接到第二网络8299的服务器8208在电子装置8201和电子0装置8204(其在外部)之间发送或接收命令或数据。其他电子装置8202和8204可以是与电子装置8201相同的电子装置或不同类型的装置。由电子装置8201执行的所有或一些操作可以由其他电子装置8202、8204和8208中的一个或更多个执行。例如，当电子装置8201需要执行功能或服务时，电
子装置可以请求一个或更多个其他电子装置执行功能或者部分或全部服务，5而不是自己执行功能或服务。接收到请求的一个或更多个其他电子装置可以
执行与该请求相关的附加功能或服务，并且可以将执行结果发送到电子装置8201。为此，可以使用云计算技术、分布式计算技术和/或客户机-服务器计算技术。
图25示出了根据示例实施方式的电子装置应用于移动装置的示例。移0动装置9100可以包括显示装置9110，并且显示装置9110可以包括通过使用
参照图3描述的转移结构制造的显示装置。显示装置9110可以具有可折叠结构，例如，可多次折叠结构。
图26示出了根据示例实施方式的显示装置应用于车辆的示例。显示装
置可以包括用于车辆的平视显示装置9200并且可以包括提供在车辆的一个5区域中的显示器9210以及转换光路使得驾驶员可以看到由显示器9210生成
的图像的光路修改构件9220。
图27示出了根据示例实施方式的显示装置应用于增强现实眼镜或虚拟现实眼镜的示例。增强现实眼镜9300可以包括形成图像的投影系统9310和
将图像从投影系统9310引导到用户眼睛中的元件9320。投影系统9310可以0包括应用了参照图3描述的转移结构的显示装置。
图28示出了根据示例实施方式的显示装置应用于大尺寸标牌的示例。标牌9400可以用于使用数字信息显示器的户外广告，并且可以通过通信网络控制广告内容等。标牌9400可以通过例如参照图24描述的电子装置来实现。
图29示出了根据示例实施方式的显示装置应用于可穿戴显示器的示例。可穿戴显示器9500可以包括通过使用参照图3描述的转移结构制造的显示装置，并且可以通过参照图24描述的电子装置实现。
根据示例实施方式的显示装置可以应用于各种产品，诸如可卷曲电视和可拉伸显示器。
根据一示例实施方式的微型发光半导体器件，微型发光芯片可以与用于颜色转换的颜色转换层组合成单片结构。因此，制造微型发光半导体器件的方法可以简化制造工艺并降低制造成本。
应当理解，本文描述的示例实施方式应当仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。每个示例实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施方式中的其他类似特征或方面。尽管已经参照附图描述了示例实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，在不背离由所附权利要求及其等同物限定的精神和范围的情况下，可以在其中进行在形式和细节上的各种改变。
本申请基于2021年12月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0170365号并要求享有其优先权，其公开内容通过引用全文在此合并。

Claims (30)

1.一种微型发光半导体器件，包括：
第一半导体层；
提供在所述第一半导体层上的发光层；
提供在所述发光层上的第二半导体层；以及
提供在所述第二半导体层上的颜色转换层，所述颜色转换层包括多孔层，所述多孔层包含量子点，
其中所述第二半导体层的掺杂类型与所述颜色转换层的掺杂类型不同。
2.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，其中所述第一半导体层包括n型半导体，所述第二半导体层包括p型半导体。
3.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，其中所述多孔层包括n-GaN。
4.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，其中所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层包括在微型发光芯片中，并且所述颜色转换层连接到所述微型发光芯片以形成为单片结构。
5.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，还包括提供在所述第二半导体层和所述颜色转换层之间的中介层。
6.根据权利要求5所述的微型发光半导体器件，其中所述中介层包括氧化物和金属化合物中的一种，所述氧化物包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种，所述金属化合物包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，还包括与所述颜色转换层相邻提供的保护层。
8.根据权利要求7所述的微型发光半导体器件，其中所述保护层延伸到所述第二半导体层和所述发光层。
9.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，还包括提供在所述颜色转换层上的分布式布拉格反射层。
10.根据权利要求1所述的微型发光半导体器件，所述微型发光半导体器件是GaN基发光器件。
11.一种显示装置，包括：
基板；
提供在所述基板上并且彼此间隔开的分隔壁；以及
分别提供在由所述分隔壁隔开的井中的微型发光半导体器件，
其中每个所述微型发光半导体器件包括：
第一半导体层；
提供在所述第一半导体层上的发光层；
提供在所述发光层上的第二半导体层；以及
提供在所述第二半导体层上的颜色转换层，所述颜色转换层包括多孔层，所述多孔层包含量子点，
其中所述第二半导体层的掺杂类型与所述颜色转换层的掺杂类型不同。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述第一半导体层包括n型半导体，所述第二半导体层包括p型半导体。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述多孔层包括n-GaN层。
14.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层包括在微型发光芯片中，并且所述颜色转换层连接到所述微型发光芯片以形成为单片结构。
15.根据权利要求11所述的显示装置，还包括提供在所述第二半导体层和所述颜色转换层之间的中介层。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述中介层包括氧化物和金属化合物中的一种，所述氧化物包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种，所述金属化合物包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种。
17.根据权利要求11所述的显示装置，还包括与所述颜色转换层相邻提供的保护层。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中所述保护层延伸到所述第二半导体层和所述发光层。
19.根据权利要求11所述的显示装置，还包括提供在所述颜色转换层上的分布式布拉格反射层。
20.根据权利要求11所述的显示装置，所述微型发光半导体器件是GaN基发光器件。
21.一种制造微型发光半导体器件的方法，所述方法包括：
在第一基板上形成第一半导体层；
在所述第一半导体层上形成发光层；
在所述发光层上形成第二半导体层；
在第二基板上堆叠u-GaN层和n-GaN层；
将所述n-GaN层接合到所述第二半导体层；
将所述u-GaN层与所述n-GaN层分离；
通过经由电化学蚀刻来蚀刻所述n-GaN层而形成多孔层；
通过将所述多孔层浸入量子点液体中以使量子点渗入所述多孔层中而形成颜色转换层；以及
以微芯片为单位分离由上述操作形成的结构。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括提供在所述u-GaN层和所述n-GaN层之间的二维材料层。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述二维材料层包括石墨烯、BN、MoS2、WSe2、CrO2、CrS2、VO2、VS2和NbSe2中的至少一种。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括：
在将所述u-GaN层和所述n-GaN层堆叠在所述第二基板上之后，在所述n-GaN层上形成临时基板；
将所述第二基板与所述u-GaN层分离；以及
将所述u-GaN层与所述n-GaN层分离。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层包括在微型发光芯片中，并且所述颜色转换层连接到所述微型发光芯片以形成为单片结构。
26.根据权利要求21所述的方法，还包括在所述第二半导体层和所述颜色转换层之间形成中介层。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述中介层包括氧化物和金属化合物中的一种，所述氧化物包括SiO2、LiNbO3和LiTaO3中的至少一种，所述金属化合物包括Au:Ni、Au:Si、Al:Ge、Au:In和Au:Sn中的至少一种。
28.根据权利要求21所述的方法，还包括形成与所述颜色转换层相邻的保护层。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述保护层延伸到所述第二半导体层和所述发光层。
30.根据权利要求21所述的方法，其中在所述颜色转换层上进一步提供分布式布拉格反射层。
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