TW202213813A - 全彩led外延結構 - Google Patents
全彩led外延結構 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202213813A TW202213813A TW110134793A TW110134793A TW202213813A TW 202213813 A TW202213813 A TW 202213813A TW 110134793 A TW110134793 A TW 110134793A TW 110134793 A TW110134793 A TW 110134793A TW 202213813 A TW202213813 A TW 202213813A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- pillars
- full
- color led
- epitaxial structure
- led epitaxial
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 11
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 5
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000005699 Stark effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910001427 strontium ion Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/24—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本發明提供了一種全彩LED外延結構，利用對應於襯底的一個單元區的各柱狀物面積占比大小不同，從而生長發光層時各柱狀物周圍的反應氣體的流速不同，生長的發光層中各元素的摻入效率不同，進而使得生長的發光層中各元素的組分占比不同，LED的發光波長不同。上述工藝簡單，能在一個襯底上製作可用於全彩LED的半導體結構，僅通過調整柱狀物的面積占比，來調整發光層的組分占比，從而調整LED的發光波長，減小了全彩LED的製備工序。
Description
本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種全彩LED外延結構。
發光二極體，簡稱LED，是利用電子與電洞之間的複合輻射出可見光。LED的兩個主要應用領域包括：照明與顯示。尤其在顯示領域，未來發展趨勢包括：更高畫質和更高清（更多數量的畫素和更小尺寸的畫素）。實現高清顯示的關鍵技術是實現超小發光畫素，需要更小尺寸的全彩LED發光單元。
LED作為新一代照明設備，具有亮度高、成本低、壽命長、體積小、節能環保等諸多優點。目前，白光LED主要透過以下方式實現：第一種是透過紫外LED激發螢光粉的方式獲得白光，這種方式與螢光燈的原理相似，紫外LED可透過有機或無機螢光粉來產生波長較長的光，可得到從藍光到紅光範圍的可見光，因而可實現白光發射。第二種是透過藍光激發螢光粉的方式實現。一部分藍光透過螢光粉傳輸出來，另一部分則被螢光粉吸收後發紅光和綠光，三種顏色的光組合即可實現白光發射。紫光、紫外光或藍光激發螢光粉時，光被相應的螢光粉吸收，透過下轉換的方式發出波長較長的光，透過斯托克斯位移可知這種轉換效率較低；而且螢光粉會隨使用時間得延長出現光衰現象。因此如何充分利用圖形化襯底，研發一種製備成本低、顯色性好、無螢光粉的全彩LED外延結構對本行業進一步的發展具有重大意義。
本發明的發明目的是提供一種全彩LED外延結構，僅透過調整襯底上柱狀物的面積占比，來調整發光層的組分占比，從而調整LED的發光波長，減小了全彩LED的製備工序。
為實現上述目的，本發明提供的的全彩LED外延結構，包括：
襯底，所述襯底的表面包括若干週期排列的單元區，每一所述單元區包括n個子單元區，n為大於等於2的正整數；
多個柱狀物，每一所述柱狀物對應分佈於所述每一所述子單元區中；
依次形成在所述柱狀物上表面的發光層以及第二類型的半導體層，所述柱狀物中包含與所述第二類型的半導體層導電類型相反的所述第一類型的半導體層，且所述第一類型的半導體層與所述發光層相互接觸；
其中，每一所述單元區對應的n個所述柱狀物的面積占比中至少存在一個所述柱狀物的面積占比與其他n-1個所述柱狀物的面積占比不同，其中，所述柱狀物的面積占比為所述柱狀物的水平橫截面積與之對應的所述子單元區的面積之間的比值。
可選的，所述柱狀物的高度範圍為100納米至400納米。
可選的，每一所述單元區對應的n個所述柱狀物的面積占比均不相同。
可選的，所述柱狀物僅包含所述第一類型的半導體層，所述第一類型的半導體層位於所述發光層與所述襯底之間。
可選的，所述柱狀物包含緩衝層、成核層以及所述第一類型的半導體層。
可選的，所述襯底為圖形化襯底，所述柱狀物包含所述圖形化襯底的凸起以及所述第一類型的半導體層。
可選的，所述襯底為N型半導體襯底。
可選的，所述單元區的n個所述子單元區的面積相同，n個所述子單元區對應的n個所述柱狀物中至少存在一個所述柱狀物的水平橫截面積與其他n-1個所述柱狀物的水平橫截面積不同。
可選的，相鄰的兩個所述單元區對應的2n個所述柱狀物的排列方式呈鏡面對稱。
可選的，所述單元區的n個所述子單元區中至少存在一個所述子單元區的面積與其他n-1個所述子單元區的面積不同，n個所述柱狀物的水平橫截面積相同。
可選的，相鄰的兩個所述單元區中的2n個所述子單元區的排列方式呈鏡面對稱。
可選的，所述第一類型的半導體層的材料為Ⅲ族氮化物、和/或所述發光層的材料為Ⅲ族氮化物、和/或所述第二類型的半導體層的材料為Ⅲ族氮化物。
可選的，所述發光層中摻雜In元素，調整所述柱狀物的面積占比以調整所述柱狀物上方生長的所述發光層中In元素的組分占比。
與現有技術相比，本發明的有益效果在於：
利用對應於襯底的一個單元區的圖案化的柱狀物面積占比大小不同，從而生長發光層時各開口內的反應氣體的流速不同，當柱狀物的面積占比減小時，圖案化的柱狀物的上表面的發光層的生長速度會變快，生長的發光層中各元素的摻入效率不同，進而使得生長的發光層中各元素的組分占比不同，LED的發光波長不同。上述工藝簡單，且能在一個襯底上製作可用於全彩LED的半導體結構，減小了全彩LED的尺寸，降低了成本。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
圖1是本發明第一實施例的全彩LED外延結構1的俯視結構示意圖，如圖1所示，全彩LED外延結構1包括襯底10，所述襯底10的表面包括若干週期排列的單元區11，每一所述單元區11包括n個子單元區11a，n為大於等於2的正整數；
本實施例中，全彩LED外延結構1用於顯示，若干單元區11呈陣列式排列，每一單元區11對應於一畫素單元區；每一子單元區11a對應於一子畫素區。
其它實施例中，全彩LED外延結構也可以用於照明。若干單元區11呈陣列式排列，每一單元區11對應於一照明單元區；每一子單元區11a對應於一基色發光結構區。
如圖1所示的實施例中，n優選為3，對應形成紅、綠、藍三基色的LED發光結構100。圖1所示的第一實施例中，每一子單元區11a的面積S1大小相同。
本實施例中，各個子單元區11a的形狀都相同，且都為矩形。其它實施例中，各個子單元區11a的形狀可以不同，和/或子單元區11a的形狀還可以為圓形、三角形、六邊形以及梯形中的一種。本實施例對各子單元區11a的分佈、形狀以及面積大小都不加以限定。
一些實施例中，n也可以為4，對應形成紅、綠、藍、黃四基色的LED發光結構。
每一所述單元區11對應的n個所述柱狀物12的面積占比中至少存在一個所述柱狀物12的面積占比與其他n-1個所述柱狀物12的面積占比不同，其中，所述柱狀物12的面積占比為所述柱狀物12的水平橫截面積與之對應的所述子單元區11a的面積之間的比值。
在一實施例中，單元區11的n個所述子單元區11a的面積相同，n個所述子單元區11a對應的n個所述柱狀物12中至少存在一個所述柱狀物12的水平橫截面積與其他n-1個所述柱狀物12的水平橫截面積不同。
在第一實施例中，如圖1所示，每一單元區11的三個子單元區11a的面積S1大小相同，而各子單元區11a內對應分佈的柱狀物12的水平橫截面積S2各不相同，每一所述單元區11對應的3個所述柱狀物12的面積占比均不相同，因為後續發光結構100的發光層生在在柱狀物12上表面，從而實現各發光結構100的發光層14的組分含量不同。
具體的，所述柱狀物12的高度範圍為100納米至400納米，可避免一個單元區11的各子單元區11a的發光層14交疊，進而避免串色問題。。
圖2為本發明第一實施例的全彩LED外延結構1的截面結構示意圖，全彩LED外延結構1還包括多個柱狀物12，每一所述柱狀物12對應分佈於所述每一所述子單元區11a中；依次形成在所述柱狀物12上表面的發光層14以及第二類型的半導體層15，所述柱狀物12中包含與所述第二類型的半導體層15導電類型相反的所述第一類型的半導體層13，且所述第一類型的半導體層13與所述發光層14相互接觸；所述柱狀物12僅包含所述第一類型的半導體層13，所述第一類型的半導體層13位於所述發光層14與所述襯底10之間。
圖3為本發明第二實施例的全彩LED外延結構1的截面結構示意圖，本實施例二的全彩LED外延結構1的結構與實施例一的全彩LED外延結構1的結構大致相同，區別僅在於：所述柱狀物12包含緩衝層121、成核層122以及所述第一類型的半導體層13。
圖4為本發明第三實施例的全彩LED外延結構1的截面結構示意圖，本實施例三的全彩LED外延結構1的結構與實施例一的全彩LED外延結構1的結構大致相同，區別僅在於：所述襯底10為圖形化襯底，所述柱狀物12包含所述圖形化襯底10的凸起101以及所述第一類型的半導體層13。
圖5為本發明第四實施例的全彩LED外延結構1的截面結構示意圖，本實施例四的全彩LED外延結構1的結構與實施例二的全彩LED外延結構1的結構大致相同，區別僅在於：柱狀物12包含圖形化襯底10的凸起101、緩衝層121、成核層122以及所述第一類型的半導體層13。
在一實施例中，襯底10為N型半導體襯底，此時，襯底10可以導電，後續可以作為發光LED器件的電極，無需剝離。
襯底10也可為不導電的襯底，例如藍寶石襯底，此時，在第二類型半導體製備完成後，需要將襯底10剝離之後，在進行發光LED器件電極的製作。
第一類型的半導體層13的材料可以為Ⅲ族氮化物，具體可以包括GaN、AlGaN中的至少一種。
需要說明的是，本實施例中，以化學元素代表某種材料，但不限定該材料中各化學元素的莫耳(mole)占比。例如GaN材料中，包含Ga元素與N元素，但不限定Ga元素與N元素的莫耳占比；AlGaN材料中，包含Al、Ga、N三種元素，但不限定各自的莫耳占比大小。
第一類型可以為P型，P型摻雜離子可以為Mg離子、Zn離子、Ca離子、Sr離子或Ba離子中的至少一種。
P型摻雜離子可以透過原位摻雜（in-situ）工藝實現。
發光層14可以包括單量子井結構、多量子井(MQW)結構、量子線結構和量子點結構中的至少一種。發光層14可以包括井層和勢壘層。井層的禁帶寬度小於勢壘層的禁帶寬度。
發光層14的材料可以為GaN基材料，其中可以摻雜In元素，具體例如為InGaN，也可以摻雜Al元素，具體例如為AlGaN。InN的禁帶寬度大約為0.7eV，小於GaN的禁帶寬度3.4eV，因而In的摻入量越大，發光層14的發光波長越長。AlN的禁帶寬度大約為6.2eV，大於GaN的禁帶寬度3.4eV，因而Al的摻入量越大，發光層14的發光波長越短。
含In或Al的GaN基材料的生長工藝可參照前述Ⅲ族氮化物材料的生長工藝。
柱狀物12的面積占比大小不同，因此在柱狀物12的上表面生長發光層14時，各柱狀物12周圍的反應氣體的流速不同，從而In/Al元素與Ga元素的摻入速率不同，即In/Al元素的摻入效率不同，這使得生長的發光層14中In/Al元素的組分占比不同。具體地，各柱狀物12的面積占比越小，發光層14的基礎材料GaN的生長速度會變快，而In元素的摻雜具有更好的選擇性，In元素的摻入速率越大於Ga元素的摻入速率，因此，各柱狀物12的面積占比越小，發光層14InGaN中In元素的組分含量越高，另外，柱狀物12的面積占比越小，發光層14內量子井的厚度也會隨之增加，因為量子斯塔克效應，發光的波長會隨之增加。反之，柱狀物12的面積占比越大，In元素的摻入速率與Ga元素的摻入速率差異越不明顯，即In元素的摻入效率越低，生長的發光層14中In元素的組分占比越低。在另一實施例中，發光層14的基礎材料GaN中的摻雜Al元素，柱狀物12的面積占比越小，柱狀物12上表面的發光層14的基礎材料GaN的生長速度會變快，而Al元素的生長沒有選擇性，Al元素的摻入速率越小於Ga元素的摻入速率，因此，柱狀物12的面積占比越小，發光層14AlGaN中Al元素的組分含量越低，因而Al的摻入量越小，發光層14的發光波長越長。
此外，柱狀物12的面積占比越大，生長的發光層14的厚度越小；柱狀物12的面積占比越小，生長的發光層14的厚度越大，量子井的厚度也會隨之增加，因為量子斯塔克效應，發光的波長都會隨之增加。
本實施例中，發光層14中摻雜In元素，調整所述柱狀物12的面積占比以調整所述柱狀物12上方生長的所述發光層14中In元素的組分占比。
第二類型的半導體層15的材料可以為Ⅲ族氮化物，具體可以包括GaN、AlGaN中的至少一種。
第二類型可以為N型，N型摻雜離子可以為Si離子、Ge離子、Sn離子、Se離子或Te離子中的至少一種。
N型的Ⅲ族氮化物材料的生長工藝可參照前述P型Ⅲ族氮化物材料的生長工藝。
一些實施例中，第一類型的半導體層13可以為N型半導體層，第二類型的半導體層15可以為P型半導體層。
每一子單元區11a的第一類型的半導體層13、發光層14以及第二類型的半導體層15形成了一LED結構。每一單元區11的LED結構形成一LED單元。
第一類型的半導體層13與第二類型的半導體層15分別被施加電壓，提供電洞與電子時，發光層14中In元素的組分占比越高，發光波長越長；In元素的組分占比越低，發光波長越短；Al元素的組分占比越高，發光波長越短；Al元素的組分占比越低，發光波長越長。
後續工藝中，還可以繼續製作第一電極與第二電極，以形成LED器件；其中，第一電極將第一類型的半導體層13電引出，第二電極將第二類型的半導體層15電引出。
圖6為本發明第五實施例的全彩LED外延結構1的俯視結構示意圖，本發明實施例五的全彩LED外延結構1的結構與實施例一、實施例二、實施例三以及實施例四的結構大致相同，區別僅在於：相鄰的兩個單元區11的2n個柱狀物12的排列方式呈鏡面對稱。
相對於圖1中的2n個子單元區11a的排列方式，本實施例的鏡面對稱排列方式的好處在於：面積占比接近的柱狀物12相互臨近，可穩定反應氣體的流速，使得In/Al元素的摻入效率穩定，生長的發光層14中In/Al元素的組分占比穩定。
圖7是本發明第六實施例的全彩LED外延結構1的俯視結構示意圖，本發明實施例五的全彩LED外延結構1的結構與實施例一、實施例二、實施例三以及實施例四的結構大致相同，區別僅在於：一個單元區11中，各個子單元區11a的面積S1大小不同，而各個子單元區11a內對應分佈的柱狀物12的水平橫截面積S2大小相同。從而實現柱狀物12的面積占比不同，發光層14中In/Al元素的組分占比不同，發光波長不同。
在一實施例中，單元區11的n個所述子單元區11a中至少存在一個所述子單元區11a的面積與其他n-1個所述子單元區11a的面積不同，n個所述柱狀物12的水平橫截面積相同。
圖8為本發明第七實施例的全彩LED外延結構1的俯視結構示意圖，本發明實施例七的全彩LED外延結構1的結構與實施例六的結構大致相同，區別僅在於：相鄰的兩個單元區11的2n個柱狀物12的排列方式呈鏡面對稱。
相對於圖7中的2n個子單元區11a的排列方式，本實施例的鏡面對稱排列方式的好處在於：面積占比接近的柱狀物12相互臨近，可穩定反應氣體的流速，使得In/Al元素的摻入效率穩定，生長的發光層14中In/Al元素的組分占比穩定。
在一實施例中，各個柱狀物12的形狀都相同，且都為矩形。其它實施例中，各個柱狀物12的形狀可以不同，和/或各個柱狀物12的形狀還可以為圓形、三角形、六邊形以及梯形中的一種。
雖然本發明披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以申請專利範圍所限定的範圍為准。
為方便理解本發明，以下列出本發明中出現的所有附圖標記：
10:襯底
11:單元區
11a:子單元區
12:柱狀物
121:成核層
122:緩衝層
S2:柱狀物的水平橫截面積
S1:子單元區的面積
13:第一類型的半導體層
14:發光層
15:第二類型的半導體層
100:發光結構
圖1是本發明第一實施例的全彩LED外延結構的俯視結構示意圖；
圖2為本發明第一實施例的全彩LED外延結構的截面結構示意圖；
圖3為本發明第二實施例的全彩LED外延結構的截面結構示意圖；
圖4為本發明第三實施例的全彩LED外延結構的截面結構示意圖；
圖5為本發明第四實施例的全彩LED外延結構的截面結構示意圖；
圖6為本發明第五實施例的全彩LED外延結構的俯視結構示意圖；
圖7為本發明第六實施例的全彩LED外延結構的俯視結構示意圖；
圖8為本發明第七實施例的全彩LED外延結構的俯視結構示意圖。
10:襯底
11:單元區
11a:子單元區
100:發光結構
Claims (13)
- 一種全彩LED外延結構，其特徵在於，包括： 襯底，所述襯底的表面包括若干週期排列的單元區，每一所述單元區包括n個子單元區，n為大於等於2的正整數； 多個柱狀物，每一所述柱狀物對應分佈於所述每一所述子單元區中； 依次形成在所述柱狀物上表面的發光層以及第二類型的半導體層，所述柱狀物中包含與所述第二類型的半導體層導電類型相反的所述第一類型的半導體層，且所述第一類型的半導體層與所述發光層相互接觸； 其中，每一所述單元區對應的n個所述柱狀物的面積占比中至少存在一個所述柱狀物的面積占比與其他n-1個所述柱狀物的面積占比不同，其中，所述柱狀物的面積占比為所述柱狀物的水平橫截面積與之對應的所述子單元區的面積之間的比值。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述柱狀物的高度範圍為100納米至400納米。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，每一所述單元區對應的n個所述柱狀物的面積占比均不相同。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述柱狀物僅包含所述第一類型的半導體層，所述第一類型的半導體層位於所述發光層與所述襯底之間。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述柱狀物包含緩衝層、成核層以及所述第一類型的半導體層。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述襯底為圖形化襯底，所述柱狀物包含所述圖形化襯底的凸起以及所述第一類型的半導體層。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述襯底為N型半導體襯底。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述單元區的n個所述子單元區的面積相同，n個所述子單元區對應的n個所述柱狀物中至少存在一個所述柱狀物的水平橫截面積與其他n-1個所述柱狀物的水平橫截面積不同。
- 如請求項7所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，相鄰的兩個所述單元區對應的2n個所述柱狀物的排列方式呈鏡面對稱。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述單元區的n個所述子單元區中至少存在一個所述子單元區的面積與其他n-1個所述子單元區的面積不同，n個所述柱狀物的水平橫截面積相同。
- 如請求項9所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，相鄰的兩個所述單元區中的2n個所述子單元區的排列方式呈鏡面對稱。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述第一類型的半導體層的材料為Ⅲ族氮化物、和/或所述發光層的材料為Ⅲ族氮化物、和/或所述第二類型的半導體層的材料為Ⅲ族氮化物。
- 如請求項1所述的全彩LED外延結構，其特徵在於，所述發光層中摻雜In元素，調整所述柱狀物的面積占比以調整所述柱狀物上方生長的所述發光層中In元素的組分占比。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| WOPCT/CN2020/116790 | 2020-09-22 | ||
| PCT/CN2020/116790 WO2022061506A1 (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 全彩led外延结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202213813A true TW202213813A (zh) | 2022-04-01 |
| TWI785807B TWI785807B (zh) | 2022-12-01 |
Family
ID=80844698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110134793A TWI785807B (zh) | 2020-09-22 | 2021-09-17 | 全彩led外延結構 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230085021A1 (zh) |
| CN (1) | CN116097458A (zh) |
| TW (1) | TWI785807B (zh) |
| WO (1) | WO2022061506A1 (zh) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366025B1 (en) * | 1999-02-26 | 2002-04-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electroluminescence display apparatus |
| KR102025300B1 (ko) * | 2013-03-19 | 2019-09-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치 |
| US10062738B2 (en) * | 2013-11-27 | 2018-08-28 | The Regents Of The University Of Michigan | Devices combining thin film inorganic LEDs with organic LEDs and fabrication thereof |
| KR102415331B1 (ko) * | 2015-08-26 | 2022-06-30 | 삼성전자주식회사 | 발광 소자 패키지, 및 이를 포함하는 장치 |
| TWI621277B (zh) * | 2017-03-08 | 2018-04-11 | 錼創科技股份有限公司 | 顯示裝置與磊晶晶圓 |
| US10804429B2 (en) * | 2017-12-22 | 2020-10-13 | Lumileds Llc | III-nitride multi-wavelength LED for visible light communication |
| US10784240B2 (en) * | 2018-01-03 | 2020-09-22 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
-
2020
- 2020-09-22 WO PCT/CN2020/116790 patent/WO2022061506A1/zh active Application Filing
- 2020-09-22 CN CN202080103955.3A patent/CN116097458A/zh active Pending
-
2021
- 2021-09-17 TW TW110134793A patent/TWI785807B/zh active
-
2022
- 2022-11-17 US US17/988,956 patent/US20230085021A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116097458A (zh) | 2023-05-09 |
| WO2022061506A1 (zh) | 2022-03-31 |
| TWI785807B (zh) | 2022-12-01 |
| US20230085021A1 (en) | 2023-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101452801B1 (ko) | 발광다이오드 및 이의 제조방법 | |
| US8354665B2 (en) | Semiconductor light-emitting devices for generating arbitrary color | |
| CN102130144B (zh) | 白色led芯片及其形成方法 | |
| CN108389941A (zh) | 显指可调的无荧光粉单芯片白光led器件及其制备方法 | |
| CN111146316B (zh) | 一种rgb led集成显示阵列的制备方法 | |
| JP2000068555A (ja) | 照明システム | |
| CN110212068A (zh) | 基于GaN六棱台阵列的全彩发射LED外延结构及制备方法 | |
| JP2002185044A (ja) | 窒化物半導体多色発光素子 | |
| CN210092086U (zh) | 一种半导体发光器件 | |
| TWI785807B (zh) | 全彩led外延結構 | |
| WO2022109797A1 (zh) | 多波长led结构及其制作方法 | |
| CN114005911B (zh) | 一种显示器件及其制备方法 | |
| CN101840971B (zh) | 一种发光二极管及其制造方法 | |
| KR20150073588A (ko) | 반도체 발광소자 어레이 | |
| KR20080008306A (ko) | 자외선 발광소자와 그 제조방법 | |
| CN210272366U (zh) | 一种集成发光Micro LED芯片 | |
| TWI786832B (zh) | 半導體結構的製作方法 | |
| TWI797823B (zh) | 全彩led結構、全彩led結構單元及其製作方法 | |
| US7875478B2 (en) | Method for controlling color contrast of a multi-wavelength light-emitting diode | |
| JP2005228802A (ja) | 蛍光発光装置、蛍光発光素子、および蛍光体 | |
| US20220052224A1 (en) | Light-emitting diode, manufacturing method thereof and display | |
| US20240213296A1 (en) | Semiconductor structures and manufacturing methods thereof | |
| US20230420608A1 (en) | All-nitride-based epitaxial structure and light-emitting device | |
| JP2005259864A (ja) | 多色光の発光方法 | |
| WO2021134510A1 (zh) | 一种复合型双波长led芯片及其制作方法 |