TW202226617A - 紅led及製造方法 - Google Patents

Abstract

一種紅發光二極體(LED)包含：n摻雜部分；p摻雜部分；及發光區，其位於該n摻雜部分與p摻雜部分之間。該發光區包含：發光氮化銦鎵層，其在其上之電偏壓下以600與750 nm之間的峰值波長發光；III族氮化物層，其位於該發光氮化銦鎵層上；及III族氮化物障壁層，其位於該III族氮化物層上，且該發光二極體包含III族氮化物材料之多孔區。亦提供一種紅迷你LED、一種紅微型LED、一種微型LED陣列及一種製造紅LED之方法。

Description

紅LED及製造方法

發明領域

本發明係關於一種紅LED及一種製造紅LED之改良方法。

發明背景

III-V族半導體材料對於半導體裝置設計尤為重要，尤其III族氮化物半導體材料家族。

「III-V族」半導體包括諸如Ga、Al及In的第III族元素與諸如N、P、As及Sb的第V族元素之二元、三元及四元合金，且對於包括光電子學之多個應用具有重大意義。

特別感興趣的為稱為「III族氮化物」材料之半導體材料類別，其包括氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)及氮化鋁(AlN)，以及其三元及四元合金。(Al,In)GaN為涵蓋AlGaN、InGaN及GaN之術語。III族氮化物材料不僅在固態照明及電力電子學方面已實現商業成功，且在量子光源及光物質相互作用方面亦展現出特別的優勢。

向GaN半導體材料中摻雜In對於光電子半導體裝置很重要，此係因為改變半導體之In含量會改變材料之電子帶隙，且因此改變半導體發光之波長。然而，改變材料之In含量亦影響半導體之面內晶格常數。舉例而言，InN之面內晶格常數大致比GaN之面內晶格常數大11%，中間組成之晶格尺寸視銦含量而變化。此在裝置設計中產生問題，在裝置設計中期望將主動半導體層沈積於具有不同晶格尺寸之基板層的頂部上。此情形之原因在於：層邊界處之晶格失配將應變引入至晶格中，此導致在材料中形成缺陷，該等缺陷充當非輻射重合中心。此會顯著地損害裝置效能。

對於紅LED存在巨大需求，但製造商歷來在努力製造發出紅色波長的LED。

舉例而言，在基於GaN的平台上生長諸如紅LED的長波長LED所面臨的一個巨大挑戰為需要使用高銦(In)含量，以將主動區中之帶隙減小至適用於長波長發射的位準。所需InGaN主動區之晶格參數大於底層GaN，且所得應變導致材料中之缺陷形成，該等缺陷充當非輻射重合中心，從而使裝置效能劣化。

由於InN與GaN之間存在較大晶格失配，因此難以達成高品質InGaN (具有＞20%之高銦含量)。錯配應變亦經由組成拉動效應造成銦組成減少。

諸如綠色及黃色LED之較短波長LED更易於製造，因為其可使用含有比紅光發射所需更低比例之銦的InGaN發光區製成。

歸因於此等問題，在GaN平台上產生紅色波長LED之先前嘗試並未成功。

發明概要

本申請案係關於一種製造半導體裝置(詳言之，紅LED)之改良方法，及關於使用該方法製成之紅LED。

本發明界定於現參考之獨立申請專利範圍中。本發明之較佳或有利特徵界定於所附申請專利範圍中。

本申請案中所描述之發光二極體或LED較佳由III-V族半導體材料、尤其較佳由III族氮化物半導體材料形成。

「III-V族」半導體包括第III族元素之二元、三元及四元合金，諸如Ga、Al及In，與第V族元素，諸如N、P、As及Sb，且對於包括光電子學之多個應用受到極大關注。

特別感興趣的為稱為「III族氮化物」材料之半導體材料類別，其包括氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)及氮化鋁(AlN)，以及其三元及四元合金(Al,In)GaN。不同晶體取向可用於本發明中，諸如極性c-平面、非極性及半極性取向。存在二個主要非極性取向，a-平面(11-20)及m-平面(1-100)。對於半極性，存在(11-22)，{2021}，其為晶體平面之系列。III族氮化物材料不僅在固態照明及電力電子學中已實現商業成功，且亦在量子光源及光物質相互作用中展現出特定優勢。

儘管多種III族氮化物材料在商業上受到關注，但氮化鎵(GaN)被廣泛視為最重要的新半導體材料中之一者，且對於多種應用備受關注。

已知將孔隙引入至塊狀III族氮化物(諸如GaN)中可極大地影響其材料特性(光學、機械、電及熱等)。因此，藉由更改多孔GaN的孔隙度來調節GaN及III族氮化物半導體之廣泛範圍的材料特性的可能性使得多孔GaN在光電應用中受到極大關注。

本發明將參考GaN及InGaN進行描述，但可有利地適用於替代的III族氮化物材料組合。

在以下描述中，用於過度生長(overgrowth)之基板為半導體結構，在其上生長另一半導體層以便產生半導體裝置。本發明中用於過度生長之例示性基板可為GaN半導體結構，其包含多個摻雜及未摻雜GaN層。

半導體結構之層可藉由如國際專利申請案PCT/GB2017/052895 (公開為WO2019/063957)及PCT/GB2019/050213 (公開為WO2019/145728)中所闡述之電化學蝕刻進行孔隙化。

本發明人已發現，可有利地使用本發明提供紅LED。 半導體結構

根據本發明之一第一態樣，提供一種紅發光二極體(LED)，其包含： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一發光區，其位於該n摻雜部分與一p摻雜部分之間，該發光區包含： 一發光氮化銦鎵層，其在其上之電偏壓下以600與750 nm之間的一峰值波長發光； 一III族氮化物層，其位於該發光氮化銦鎵層上；及一III族氮化物障壁層，其位於該III族氮化物層上， 其中該發光二極體包含III族氮化物材料之一多孔區。

本發明人已意識到，III族氮化物材料之電化學孔隙化有利地引起III族氮化物晶格中之應變及總體晶圓彎曲或曲率降低。在不希望受理論束縛的情況下，認為孔隙化III族氮化物材料之多孔區的工藝亦蝕刻掉結構缺陷，諸如在第一III族氮化物材料層之頂部上生長該層期間形成之線位錯。

在孔隙化期間自多孔區之半導體材料移除位錯極大地減小多孔區中之應變，此情況尤其在多孔區之晶格尺寸不匹配底層材料之晶格尺寸的情況下發生。因此，在當III族氮化物材料層沈積於多孔區上方時，在半導體結構之磊晶生長期間，多孔材料更相容以匹配覆蓋無孔層之晶格。此導致多孔區上方之各層承受的應變顯著低於無多孔區之情況。

因為第二III族氮化物材料經歷較低應變，因此在無孔層中亦存在較少結構缺陷以充當非輻射重合中心以損害裝置效能。

組成拉動效應：Kawaguchi等人報導所謂的InGaN組成拉動效應，其中銦部分在生長初始階段期間較小，但隨著生長厚度增加而增加。此觀測結果在第一程度上獨立於底層GaN或AlGaN。作者表明，此效應係由在介面處由晶格失配引起的應變引起。其發現InGaN與底部磊晶層之間的較大晶格失配伴隨著In含量之較大變化。

由Inatomi等人在 Theoretical study of the composition pulling effect in InGaN metalorganic vapor-phase epitaxy growth(Japanese Journal of Applied Physics, 第56卷，第7期)中發現壓縮應變抑制InN之併入。另一方面，與鬆弛塊體生長情況相比，拉伸應變促進InN之併入。

本發明人已發現，在半導體結構中使用多孔區會產生降低半導體結構之層中之應變的「應變弛豫」，且此可引起關於組成拉動效應之改良。孔隙化降低III族氮化物層中之應變且使半導體結構應變較少，且因此可獲得用於In之較高併入的條件。本發明可因此有助於在多孔區之頂部上生長的LED之層中併入較高銦，其對於在較長波長下之發射係高度合乎需要的。

n摻雜區、發光區以及p摻雜區較佳設置於多孔區上方。換言之，多孔區可定位於LED結構中之n摻雜區、發光區及p摻雜區下方。

藉由在LED中提供III族氮化物材料之多孔區，n摻雜區、發光區及p摻雜區可因此在多孔區上以比無多孔區時更低的應變生長。分層半導體結構中的此減小的應變位準可因此有助於較高的銦併入至LED的發光層中，從而可以以高銦含量生長高品質的InGaN發光層。此允許足夠銦併入至發光氮化銦鎵層中，使得當在LED上施加電偏壓時，LED以600與750 nm之間的峰值波長發光。

如以上背景部分中所提及，儘管對於發射600 nm與750 nm之間的光之紅LED存在巨大需求，但將足夠銦併入至發光層中之技術困難意謂已難以達成紅InGaN LED。然而，諸如綠色(500-500 nm)及黃色(550-600 nm) LED之較短波長LED更易於製造，因為其可使用含有比紅光發射所需更低比例之銦的InGaN發光區製成。

本發明人已發現，相較於在無孔基板上生長之相同LED結構，在III族氮化物材料之多孔區上方生長LED結構會引起發射波長朝向較長波長的顯著移位。

本發明人已藉由在無孔GaN晶圓上生長習知綠色/黃色(在500-550 nm或550-600 nm之間發射) InGaN LED結構來論證此情況，且表明LED如所預期發射綠色/黃色光。接著在含有多孔區之模板上生長相同「綠色/黃色」InGaN LED結構，且當在LED上施加電偏壓時，LED發射範圍在600與750 nm之間的紅光。

本發明因此允許習知的可容易製造的LED結構移位至較長波長發射，因此可藉由將多孔區併入結構中而使先前用作黃或綠LED之結構製成紅LED。此可有利地允許製成紅LED而無先前技術設計中經歷之許多技術問題。

LED發光區可為用於在500 nm至600 nm、或500 nm至550 nm、或550 nm至600 nm、或510 nm至570 nm、或530 nm至560 nm或540 nm至600 nm之峰值波長下發射的LED發光區。LED發光區可為其當未在多孔III族氮化物層上過度生長時，以500 nm至600 nm、或510 nm至570 nm、或530 nm至560 nm或540 nm至600 nm之峰值波長下發射的LED發光區。然而，LED發光區在III族氮化物材料之多孔區上方的生長可使發光區之發射波長移位至600與750 nm之間。

發光區可在電偏壓下以600與750 nm之間、或600與700 nm之間、或615與675 nm之間或600與660 nm之間的峰值波長發光。

在本發明之一態樣中，可提供一種紅發光二極體(LED)，其包含： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一發光區，其在該n摻雜部分與一p摻雜部分之間，該發光區包含用於以500 nm至550 nm或550 nm至600 nm之一峰值波長發光之一發光氮化銦鎵層， 其中該發光二極體定位於III族氮化物材料之一多孔區上，且其中在其上之電偏壓下III族氮化物材料之該多孔區使該發光區之該發射波長移位至600與750 nm之間的峰值波長。

紅LED可包含在III族氮化物材料之多孔區上方生長的黃色或綠色InGaN LED結構。

該發光二極體可包含選自以下之至少一個特徵： (a)該發光區包含一個或二個或三個或四個或五個或六個或七個或八個量子井(或至少一個量子井)；或 (b)該III族氮化物層包含具有一組成Al _yGa _(1-y)N之一氮化鋁鎵層，其中y在0.1至1.0範圍內；或 (c)一UV或藍光發射InGaN/GaN或InGaN/InGaN超晶格或InGaN層位於該n摻雜部分與該發光區之間。

多孔區可具有至少1 nm、較佳地至少10 nm、尤其較佳地至少50 nm之厚度。舉例而言，多孔區可具有1 nm與10000 nm之間的厚度。多孔區可具有在1%與99%之間的孔隙度。

多孔區可在LED之n型區、發光區及p型區下或下方。較佳地，n型區、發光區及p型區(LED結構)定位於多孔區上或上方，如由LED中之層的生長次序所界定。LED結構較佳地在多孔區上過度生長，使得LED結構受益於多孔III族氮化物層中之應變弛豫。

紅LED可包含定位於n摻雜部分與多孔區之間的III族氮化物材料之連接層。較佳地，連接層之厚度為至少100 nm，但亦可採用較小或較大厚度。

紅LED較佳包含在多孔區與發光區之間的III族氮化物材料多孔區之無孔中間層。由於多孔區較佳地藉由使用PCT/GB2017/052895 (公開為WO2019/063957)及PCT/GB2019/050213 (公開為WO2019/145728)之方法的穿過III族氮化物材料之無孔層的電化學孔隙化而形成，因此III族氮化物材料之無孔層通常形成保留在多孔區之頂部上的無孔中間層。無孔中間層可有利地提供平滑表面以供其他層在製造期間過度生長。

較佳地，LED包含定位於多孔區與連接層之間的III族氮化物材料之無孔中間層。此較佳地可以為無孔層，穿過無孔層對多孔區進行電化學蝕刻。

多孔區域可為多孔層，以使得發光二極體包含III族氮化物材料之多孔層。較佳地，多孔區可為連續多孔的多孔層，例如由連續多孔III族氮化物材料層形成。

多孔區可包含多個多孔層，且任擇地多個無孔層。在本發明之較佳實施例中，多孔區為交替的多孔及無孔層之堆疊，其中堆疊之頂面界定多孔區之頂部，且堆疊之底面界定多孔區之底部。發光區可形成於包含III族氮化物材料之多孔層堆疊的多孔區上方。

在一些實施例中，發光區定位於多個III族氮化物材料多孔層之堆疊上方。因此，多孔區可為III族氮化物材料層之堆疊，其中至少一些層為多孔的，而非為III族氮化物材料之單一多孔層。多孔層之堆疊可較佳地為交替的多孔及無孔層之堆疊。

替代地，多孔區可為含有一或多個多孔區之III族氮化物材料層，例如在III族氮化物材料之其他無孔層中的一或多個多孔區。

在較佳實施例中，多孔區或多孔層可具有等效於在其上生長多孔層或區之基板的橫向尺寸(寬度或長度)。舉例而言，習知基板晶圓尺寸可具有多種尺寸，諸如1 cm ²或2吋、4吋、6吋、8吋、12吋或16吋直徑。然而，藉由在同一層中圖案化一或多個層及/或沈積不同電荷載流子濃度之區，可形成不橫跨整個基板之較小多孔區。多孔層或區之橫向尺寸可因此在像素之約1/10 (例如0.1 μm)範圍內變化，直至基板自身之橫向尺寸。n摻雜部分較佳包含n摻雜III族氮化物層。

較佳地，n摻雜部分及/或n摻雜層包含n-GaN或n-InGaN，或n-GaN/n-InGaN之交替層之堆疊，或含有不同濃度之銦的n-InGaN/n-InGaN之交替層之堆疊。

n摻雜部分可包含單晶n摻雜III族氮化物部分，較佳地其中該n摻雜部分包含具有平面頂面之單晶n摻雜III族氮化物層。

多孔區及多孔區與單晶n摻雜III族氮化物層之間的每一層為平面層，該等平面層具有與單晶n摻雜III族氮化物層之平面頂面平行的個別頂面及個別底面。

發光氮化銦鎵層較佳包含一或多個InGaN量子井，較佳在1與7個量子井之間。

發光氮化銦鎵層可為包含諸如量子點、碎裂化量子井或非連續量子井之量子結構的InGaN之奈米結構層。

發光氮化銦鎵層及/或量子井較佳具有組成In _xGa _1-xN，其中0.15 ≤ x ≤ 0.40、較佳0.20 ≤ x ≤ 0.40或0.26 ≤ x ≤ 0.40、尤其較佳0.30 ≤ x ≤ 0.40。

紅LED較佳包含位於發光氮化銦鎵層上之III族氮化物層；及位於III族氮化物層上之III族氮化物障壁層。

發光InGaN層上之III族氮化物層可被稱為「封蓋層」。此封蓋層用於1)增加對於頻帶彎曲之量子受限斯塔克效應(stark effect)，因此產生紅色移位且實現紅色發射，及2)保護InGaN中之高In%以確保足夠In%經併入以實現長波長以及提供較大障壁。

LED較佳包含在量子井與p摻雜區之間的III族氮化物材料之封蓋層。封蓋層可為GaN、InGaN、AlGaN或AlN。

LED較佳包含在量子井與p摻雜區之間的III族氮化物材料之障壁層。障壁層可為GaN、InGaN、AlGaN或AlN。

p摻雜區可包含p摻雜III族氮化物層及定位於p摻雜III族氮化物層與發光區之間的p摻雜之氮化鋁鎵層。p摻雜氮化鋁層為定位於封蓋層與p型層之間的電子阻擋層(EBL)，其中電子阻擋層含有5至25 at%鋁，較佳其中電子阻擋層具有10至50 nm之間的厚度。

多孔區較佳地不為分佈式布拉格反射器(DBR)之部分。 紅迷你LED

在本發明之第二態樣中，可提供一種紅迷你LED，其包含根據本發明之第一態樣之紅LED，其中發光區具有大於100 µm且小於200 µm之橫向尺寸(寬度及長度)。 紅微型LED

在本發明之第三態樣中，可提供一種紅微型LED，其包含根據本發明之第一態樣之紅LED，其中發光區具有小於100 µm之橫向尺寸。微型LED可較佳地具有以下橫向尺寸：小於80 µm、或70 µm、或60 µm、或50 µm、或30 µm、或25 µm、或20 µm、或15 µm、或10 µm、或5 µm、或3 µm或1 µm。 微型LED陣列

在本發明之第四態樣中，可提供一種微型LED陣列，其包含根據本發明之第三態樣多個紅微型LED。 製造方法

在本發明之第五態樣中，可提供一種製造紅LED之方法，其包含在III族氮化物材料之多孔區上過度生長下列之步驟： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一發光區，其位於該n摻雜部分與一p摻雜部分之間，該發光區包含一發光氮化銦鎵層，該發光氮化銦鎵層在其上之電偏壓下以600與750 nm之間的一峰值波長發光。

n摻雜區、p摻雜區及發光區可包含黃色或綠色InGaN LED結構，如下文進一步描述。

替代地，該方法可包含使紅LED結構在III族氮化物材料之多孔區上方在比先前可能之生長溫度高的生長溫度下生長的步驟。由於存在III族氮化物材料之多孔區意謂半導體晶格應變弛豫，因此在生長InGaN發光層時，可以使用高於通常的生長溫度來併入所需的銦。多孔區上過度生長之紅LED結構可為已知紅LED結構，但在此狀況下多孔模板之使用有利地允許紅LED發光層(例如，InGaN量子井(QW))在比在無孔基板上過度生長時可能的生長溫度更高的生長溫度下生長。

在本發明之第六態樣中，可提供一種製造紅LED之方法，其包含在III族氮化物材料之多孔區上過度生長下列之步驟： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一LED發光區，其在該n摻雜部分與一p摻雜部分之間，該發光區包含用於以500 nm至550 nm或550 nm至600 nm之一峰值波長發光之一發光氮化銦鎵層， 其中在電偏壓下，III族氮化物材料之該多孔區上的過度生長使該發光區之該發射波長移位至600與750 nm之間的一峰值波長。

以下論述適用於本發明之第五態樣及第六態樣二者之方法。

發光區可包含用於以500至550 nm、或500至580 nm、或510至570 nm、或530 nm至560 nm或550 nm至600 nm之峰值波長發光的發光氮化銦鎵層。當在習知LED中生長，例如在無孔GaN基板上生長時，發光氮化銦鎵層可為一或多個已知在此等波長下發射之層。然而，本發明人已發現在多孔III族氮化物層上生長習知黃色或綠色LED結構產生在電偏壓下以600與750 nm之間的峰值波長發射的LED。

方法可包含在III族氮化物材料之多孔區上生長黃色或綠色LED結構的步驟。

在電偏壓下，III族氮化物材料之多孔區上的過度生長可使發光區以615與665 nm之間的峰值波長發射。

以下特徵同樣適用於本發明之第五態樣及第六態樣二者之方法。

該方法可包含使一層III族氮化物材料電化學孔隙化以形成III族氮化物材料之多孔區的第一步驟。此可使用如國際專利申請案PCT/GB2017/052895 (公開為WO2019/063957)及PCT/GB2019/050213 (公開為WO2019/145728)中所闡述之晶圓規模孔隙化工藝來達成。

該方法較佳包含藉由穿過III族氮化物材料之無孔層的電化學孔隙化來形成III族氮化物材料之多孔區的步驟，使得III族氮化物材料之無孔層形成無孔中間層。無孔中間層可有利地提供用於進一步層，諸如一或多個III族氮化物材料之連接層之過度生長的平滑表面。

多孔區可藉由孔隙化在基板上形成III族氮化物材料之一或多個層或區。基板可為矽、藍寶石、SiC、β-Ga2O3。基板之晶體取向可為極性、半極性或非極性取向。基板厚度通常可在100 µm與1500 µm之間發生變化。

多孔區可為多孔層，使得該方法包含在III族氮化物材料之多孔層上過度生長下列的步驟：n摻雜部分；p摻雜部分；及LED發光區。較佳地，多孔區可為連續多孔的多孔層，例如由連續多孔III族氮化物材料層形成。

多孔區可包含多個多孔層，且任擇地多個無孔層。在本發明之較佳實施例中，多孔區為交替的多孔及無孔層之堆疊，其中堆疊之頂面界定多孔區之頂部，且堆疊之底面界定多孔區之底部。

替代地，多孔區可為含有一或多個多孔區之III族氮化物材料層，例如在III族氮化物材料之其他無孔層中的一或多個多孔區。

在較佳實施例中，多孔區或多孔層可具有等效於在其上生長多孔層或區之基板的橫向尺寸(寬度或長度)。舉例而言，習知基板晶圓尺寸可具有多種尺寸，諸如1 cm ²或2吋、4吋、6吋、8吋、12吋或16吋直徑。然而，藉由在同一層中圖案化一或多個層及/或沈積不同電荷載流子濃度之區，可形成不橫跨整個基板之較小多孔區。多孔層或區之橫向尺寸可因此在像素之約1/10 (例如0.1 μm)範圍內變化，直至基板自身之橫向尺寸。

在孔隙化步驟之前，可將較佳含有層或層堆疊之n摻雜III族氮化物半導體材料之摻雜區沈積於基板上。III族氮化物層可含有此等元素中之一者或組合：Al、Ga、In (四元層之三元)。III族氮化物堆疊之厚度較佳在10-4000 nm之間。III族氮化物區可具有在1×10 ¹⁷cm ^-3- 5×10 ²⁰cm ^-3之間的摻雜濃度。

較佳地，未摻雜III族氮化物材料之中間層在其孔隙化之前沈積於摻雜材料上方。中間層之厚度較佳在1 nm與3000 nm之間，較佳在5 nm與2000 nm之間。由於中間層未摻雜，因此其在孔隙化步驟之後保持無孔，該步驟有利地為進一步半導體層的磊晶過度生長提供良好表面。

在較佳實施例中，摻雜區由摻雜層與未摻雜層的交替堆疊組成。在較佳實施例中，堆疊含有介於5-50對層。每一高摻雜層之厚度可在10 nm與200 nm之間變化，且低摻雜或未摻雜層之厚度可在5 nm與180 nm之間。

如此項技術中已知，電化學孔隙化自III族氮化物材料之n型摻雜區移除材料，且在半導體材料中產生空孔。

在較佳實施例中，紅LED結構形成於多個III族氮化物材料之多孔層之堆疊上方。因此，多孔區可為III族氮化物材料層之堆疊，其中至少一些層為多孔的，而非為III族氮化物材料之單一多孔層。多孔層之堆疊可較佳地為交替的多孔及無孔層之堆疊。

該方法可較佳包含在連接層上過度生長n摻雜區、LED發光區及p摻雜區之前，在III族氮化物材料之中間層的表面上沈積一或多個III族氮化物材料連接層的步驟。

替代地，在多孔區上方不存在無孔中間層之情況下，該方法可包含將III族氮化物材料之連接層沈積至III族氮化物材料之多孔區之表面上的步驟。

該方法可包含在連接層上使n摻雜區、LED發光區及p摻雜區過度生長的另一步驟。

藉由製造方法產生之紅LED較佳為根據本發明之第一至第四態樣中之一者的紅LED。

本文中關於本發明之一個態樣所描述之特徵同樣適用於本發明之其他態樣。

較佳實施例之詳細說明 圖1說明適合於根據本發明之紅LED的多孔模板。

多孔模板包含基板上之III族氮化物材料的多孔區，其中在多孔區的頂面上配置有III族氮化物材料的無孔層。任擇地，在基板與多孔區之間可存在III族氮化物材料的其他層。

如下文更詳細地描述，可藉由磊晶生長III族氮化物材料之n摻雜區且接著磊晶生長III族氮化物材料之未摻雜層，且使用如國際專利申請案PCT/GB2017/052895 (公開為WO2019/063957)及PCT/GB2019/050213 (公開為WO2019/145728)中所闡述之孔隙化工藝以孔隙化n摻雜區來提供多孔區。

如上文所描述，此孔隙化導致晶格中之應變弛豫，此意謂其他半導體層之後續過度生長受益於其晶格中之壓縮應變的減小。

多孔區可包含一或多層一或多種III族氮化物材料，且可具有一系列厚度，全部同時仍提供使在多孔區上方過度生長之InGaN發光層之波長偏移的應變弛豫益處。在較佳實施例中，多孔區可例如包含GaN及/或InGaN。

多種LED結構可在圖1中所說明之模板上方過度生長。

特定言之，含有在此項技術中已知為黃色或綠色LED之InGaN發光層之LED結構可使用標準LED製造步驟在多孔模板上過度生長。然而，當生長於多孔模板上時，通常以黃色或綠色波長發射之LED結構將以600至750 nm之紅色波長發射。

以此方式，使用III族氮化物材料之多孔區作為模板或假基板以供黃色或綠色InGaN LED過度生長允許以簡單方式製造紅LED。

在一較佳實施例中，根據本發明之紅LED包含以下層，且可使用下文所描述之步驟方法製造。

對LED結構之以下描述係關於由下而上描述之頂部發射架構，但本發明同樣適用於底部發射架構。 圖2-用於孔隙化之基板及III族氮化物層

相容基板用作用於磊晶生長之起始表面。基板可為矽、藍寶石、SiC、β-Ga2O3、GaN、玻璃或金屬。基板之晶體取向可為極性、半極性或非極性取向。基板尺寸可在1 cm ²、2吋、4吋、6吋、8吋、12吋、16吋直徑及更大的直徑之範圍內變化，且基板可具有大於1 µm之厚度，例如在1 µm與15000 µm之間。

使III族氮化物材料之層或堆疊層磊晶生長於基板上。III族氮化物層可含有此等元素中之一者或組合：Al、Ga、In (二元、三元或四元層)。

III族氮化物堆疊之厚度T較佳為至少10 nm、或至少50 nm、或至少100 nm，例如在10至10000 nm之間。

III族氮化物層包含具有1×10 ¹⁷cm ^-3– 5×10 ²⁰cm ^-3之間的n型摻雜濃度的摻雜區。III族氮化物層亦可包含在摻雜區上方之III族氮化物材料的未摻雜「封蓋」層。

摻雜區可終止在III族氮化物層之曝露上表面處，在此情況下，層之表面在電化學蝕刻期間將經孔隙化。

或者，III族氮化物材料之摻雜區可由III族氮化物材料的未摻雜「封蓋」層覆蓋，使得摻雜區在半導體結構中為次表面。摻雜區之次表面起始深度(d)可例如在1至2000 nm之間。 圖3-多孔區之孔隙化

在將其沈積於基板上之後，如藉由國際專利申請案PCT/GB2017/052895 (公開為WO2019/063957)及PCT/GB2019/050213 (公開為WO2019/145728)中所闡述之晶圓規模孔隙化工藝使ⅲ-氮化物層(或堆疊層)孔隙化。在此工藝期間，III族氮化物材料之摻雜區變為多孔的，而III族氮化物材料之任何未摻雜區未變為多孔的。

在孔隙化步驟之後，結構因此含有多孔區，該多孔區保留在先前存在n摻雜III族氮化物材料的位置，且該結構任擇地含覆蓋多孔區之無孔中間層。

多孔區之孔隙度藉由電化學蝕刻工藝控制且可在1%至99%孔隙度之間，較佳在20%至90%孔隙度之間或在30%至80%之間，但亦可使用更小或更大孔隙度。

在孔隙化之後多孔區之厚度較佳地大於1 nm，更佳地大於10 nm，尤其較佳地至少40 nm或50 nm或100 nm。然而，獲得由多孔區提供之應變弛豫益處所需的材料的厚度可取決於製成多孔區的III族氮化物材料的類型而變化。

藉由孔隙化工藝產生之多孔區可為III族氮化物材料的塊體層，其在整個層中具有均勻組成及均勻孔隙度。替代地多孔區可包含具有不同組成及/或孔隙度之多層多孔材料，從而形成III族氮化物材料之多孔堆疊。舉例而言，多孔區可為多孔GaN之連續層，或多孔InGaN之連續層，或包含多孔GaN之一或多個層及/或多孔InGaN之一或多個層的堆疊。本發明人已發現，用於過度生長之多孔區之應變弛豫益處可跨越具有不同厚度、組成及分層堆疊之廣泛範圍的多孔區中獲得。

在圖式中所示之實施例中，多孔區為單個多孔層。

在摻雜區上方存在III族氮化物材料之未摻雜封蓋層的情況下，未摻雜區在下方之摻雜區的貫穿表面孔隙化之後保持無孔。此無孔封蓋層之厚度D可較佳地為至少2 nm、或至少5 nm或至少10 nm，較佳地為5至3000 nm。在摻雜區上方提供未摻雜封蓋層有利地產生在孔隙化之後覆蓋多孔區的III族氮化物材料的無孔層。此無孔封蓋層可有利地允許在多孔區上方之進一步材料較佳過度生長。

由於PCT/GB2017/052895(公開為WO2019/063957)及PCT/GB2019/050213 (公開為WO2019/145728)之孔隙化方法可在整個半導體晶圓上進行，因此不需要加工/圖案化/處理來製備模板以用於孔隙化。 圖4-連接層

在形成多孔層之後，III族氮化物LED磊晶結構可生長至多孔模板/假基板上，該多孔模板/假基板由多孔層及無孔封蓋層提供。

用於將LED結構生長至模板上之第一層可被稱為連接層1。

儘管LED磊晶結構有可能直接生長至無孔封蓋層上，較佳地連接層1在LED結構過度生長之前設置於封蓋層上方。本發明人已發現，在多孔區與LED磊晶結構之間使用III族氮化物連接層1可有利地確保LED與多孔模板/基板之間的良好磊晶關係。此層之生長確保連接層之頂部上的後續過度生長為光滑及磊晶且適當高品質的。

連接層1由III族氮化物材料形成且可含有此等元素中之一者或組合：Al、Ga、In (二元、三元或四元層)。

連接層可為摻雜層或未摻雜層。連接層可任擇地摻雜有適合n型摻雜劑材料，例如Si、Ge、C、O。III族氮化物層可具有在1×10 ¹⁷cm ^-3- 5×10 ²⁰cm ^-3之間的摻雜濃度。

此連接層之厚度較佳地為至少100 nm，且可例如在100至10000 nm之間。 圖5-N摻雜區

在連接層生長之後，生長塊體n摻雜III族氮化物區2。

n摻雜區2可包含或由以下組成：含有銦之III族氮化物層，或具有或不具有銦之薄III族氮化物層之堆疊，或具有在整個層或堆疊生長銦原子百分比變化之III族氮化物層之塊體層或堆疊。舉例而言，n摻雜區可為n-GaN層或n-InGaN層，或替代地，n摻雜區可為n-GaN/n-InGaN交替層的堆疊，或在交替層中具有不同數量的銦的n-GaN/n-InGaN交替層的堆疊。

較佳地，n摻雜區2包含銦，使得n摻雜區之晶格具有與LED中之InGaN發光層之晶格類似的晶格參數。n摻雜區中之銦原子百分比可例如在0.1至25%之間變化。

在較佳實施例中，n摻雜區之銦含量在InGaN發光層之銦含量之20 at%、或15 at%、或10 at%或5 at%內。此可有利地確保n摻雜區之晶格參數足夠類似於InGaN發光層之晶格參數以避免此等層之間的過度應變。

n摻雜區的總厚度可為至少2 nm、或至少5 nm、或至少10 nm或至少20 nm。舉例而言，n摻雜區之厚度可在2 nm至5000 nm之間變化或甚至更厚。若n摻雜區包含層之堆疊，則堆疊中每一個別層之厚度較佳在1 nm至40 nm之間。

n摻雜區較佳具有1×10 ¹⁷cm ^-3- 5×10 ²⁰cm ^-3之間、較佳1×10 ¹⁸cm ^-3- 5×10 ²⁰cm ^-3之間、尤其較佳大於1×10 ¹⁸cm ^-3之n型摻雜濃度。 圖6-發光區

在生長n摻雜區2之後，可生長底層或預層或預井(圖6中未標記)以便在發光層中釋放應變。底層可為單層或堆疊/多層GaN、InGaN或GaN/InGaN或InGaN/InGaN。替代地，底層可具有類似於InGaN QW/GaN量子障壁之結構，但具有較低比例之銦。舉例而言，在沈積具有相對較高比例之銦的發光層之前，可生長由具有比發光層低比例之銦的塊體InGaN層組成之底層。可替代地，底層可呈其中銦比例比發光層低之InGaN「虛設」QW，及一或多個GaN量子障壁層的形式。

在生長n摻雜區2及任擇地底層之後，生長含有InGaN發光層之發光區3。

發光區3可含有至少一個InGaN發光層。各InGaN發光層可為InGaN量子井(QW)。發光區較佳可包含1至7個量子井。鄰近量子井由具有與量子井不同組成的III族氮化物材料之障壁層分隔。

發光層在整個本文件中可被稱作「量子井」，但可呈多種形式。舉例而言，發光層可為InGaN之連續層，或層可為連續、碎裂化、斷裂層、含有間隙或奈米結構以使得量子井有效地含有多個表現為量子點之3D奈米結構。

量子井及障壁在600℃至800℃之溫度範圍內生長。

各量子井由原子銦百分比在15%至40%之間的InGaN層組成。較佳地，發光氮化銦鎵層及/或量子井具有組成In _xGa _1-xN，其中0.15 ≤ x ≤ 0.40、較佳0.20 ≤ x ≤ 0.40或0.26 ≤ x ≤ 0.40、尤其較佳0.30 ≤ x ≤ 0.40。

各量子井層之厚度可在1.5至8 nm之間，較佳在1.5 nm與6 nm之間，或在1.5 nm與4 nm之間。 量子井可經薄(0.5至3 nm) III族氮化物QW封蓋層封蓋，該封蓋層可含有此等元素中之一者或組合：Al、Ga、In (四元層之三元)。

QW封蓋層，其為緊接在QW生長之後添加的層，可為AlN、任何Al% 0.01至99.9%之AlGaN、GaN、任何In% 0.01至30%之InGaN。

分隔發光層(量子井)之III族氮化物QW障壁可含有此等元素中之一者或組合：Al、Ga、In (四元層之三元)。QW障壁可為AlN、任何Al% 0.01至99.9%之AlGaN、GaN及任何In% 0.01至15%之InGaN。較佳地，QW障壁層含有AlN及/或AlGaN。

QW封蓋層及QW障壁在圖式中不用個別參考編號指示，因為此等層形成發光區3之部分。

QW封蓋層可在各QW之後但在障壁生長之前生長。舉例而言，若LED含有3個QW，則此等QW中之每一者可過度生長QW封蓋層及接著QW障壁層，使得發光區含有3個此類QW封蓋層及三個此類QW障壁層。

1. 可以在與QW相同的條件下使封蓋生長。

2. 吾人可在不生長之情況下逐漸上升至更高溫度，且生長此封蓋(實際上此為退火步驟)且此處可在不同氣體混合物中逐漸上升。

3. 吾人可在溫度逐漸上升期間逐漸上升及生長。

為了製造紅LED，發光層中之大量銦使封蓋層甚至更加重要，因為製造紅LED之先前嘗試歸因於不併入足夠銦而失敗。因此，封蓋極其重要以確保發光區內捕獲足夠的銦。 圖7-封蓋層

在發光層生長之後，生長非摻雜封蓋層4。非摻雜封蓋層4可被稱為發光區封蓋層，因為此層在整個發光區生長之後形成，例如在QW、QW封蓋層及QW障壁層之堆疊生長之後。

封蓋層(發光區封蓋層) 4為標準層，在III族氮化物LED之生長方案中為眾所周知的。

封蓋層之厚度可在5至30 nm之間，較佳地在5至25 nm或5至20 nm之間。

發光區封蓋層4之目的為保護發光區(QW堆疊)中之銦且防止其在後續處理期間解吸/蒸發。因為InGaN QW通常在低溫下生長，其對於GaN/AlGaN不利，所以在發光區上方過度生長更多層之前通常需要溫度逐漸上升步驟。封蓋層用於確保InGaN發光層恰當地封蓋且受保護，使得存在機會及時間窗口以出於較佳材料品質而改變p摻雜層生長條件。發光區封蓋層4亦確保在p型層生長期間無Mg摻雜劑進入QW區。 電子阻擋層(EBL)

在量子井、封蓋及障壁層生長之後，生長含有鋁之電子障壁III族氮化物層(EBL) 5。Al%可在例如5%至25%之間，但較高Al含量為可能的。

EBL摻雜有合適的p型摻雜材料。EBL之p型摻雜濃度較佳在5×10 ¹⁸cm ^-3- 8×10 ²⁰cm ^-3之間。

EBL之厚度可在10 nm至50 nm之間，較佳為20 nm。 圖8-P摻雜層

p摻雜層6生長於電子阻擋層(EBL) 5上方。

p型區較佳摻雜有Mg，且p型層之p型摻雜濃度較佳在5×10 ¹⁸cm ^-3- 8×10 ²⁰cm ^-3之間。

p摻雜III族氮化物層可含有In及Ga。

摻雜層較佳在20至200 nm厚之間，尤其較佳在50至100 nm厚之間。摻雜濃度可在整個p型層中變化且可具有在層之最後10-30 nm處朝向LED表面之摻雜位準的尖峰，以便允許更好的p接觸。

為了激活p摻雜層中之Mg受體，可在MOCVD反應器內部或在退火烘箱中退火結構。在N ₂中或在N ₂/O ₂環境中退火溫度可在700℃至850℃範圍內。

由於EBL及p摻雜層二者為p型摻雜的，因此此等層可被稱作p摻雜區。 圖9-透明導電層

主動半導體層之堆疊覆蓋有透明導電層7。透明導電層可由Ni/Au、氧化銦錫、氧化銦鋅、石墨烯、Pd、Rh、銀、ZnO等或此等材料之組合製成。

透明導電層之厚度可在10 nm至250 nm之間。

透明導電層為本領域中眾所周知的，且可使用任何適合之材料及厚度。

可能需要退火步驟來製造p接觸歐姆。 圖10

取決於所製造之LED結構，半導體結構可經處理成LED、迷你LED或微型LED裝置。

正常LED通常大於200 µm (指代LED結構之寬度及長度的橫向尺寸)。迷你LED之橫向尺寸通常為100至200 µm，而微型LED之尺寸通常小於100 µm。

圖10及其後示出在將半導體結構之層2至7蝕刻成各自具有相同結構之多個離散LED堆疊或台面後的半導體結構。

在下一步驟中，透明導電層7以此方式構造，使得其僅覆蓋主動發射元件之頂面。構造可使用包括抗蝕劑塗層及光刻之標準半導體加工方法進行。透明導電層藉由使用濕式化學物質或使用氬氣之濺鍍蝕刻工藝來進行蝕刻。此步驟之後為III族氮化物結構之濕式或乾式蝕刻。感應耦合電漿反應性離子蝕刻、僅反應性離子蝕刻或中性光束蝕刻用於在III族氮化物層中產生台面。乾式蝕刻工藝可包括Cl、Ar、BCl ₃、SiCl ₄氣體中之一或多者。

此步驟之目的為分離個別發射元件且接入p-n接面之埋入式n摻雜層。

在乾式蝕刻工藝之後，進行濕式蝕刻工藝以自台面之側壁移除乾式蝕刻損傷。濕式化學物質可涉及KOH (1至20%)、TMAH或其他基底化學物質。 圖11-鈍化

下一步驟為沈積鈍化層8或鈍化層之組合。起始鈍化層可為Al2O3 (10至100 nm) (藉由原子層沈積而沈積)，接著濺鍍或電漿增強型化學氣相沈積SiO2、SiN或SiON (50至300 nm)。

Al2O3可在50℃至150℃之間沈積。

SiO2、SiN以及SiON可在250℃至350℃之間沈積。

濺鍍工藝可在室溫下進行。 圖12

下一步驟為在氧化物鈍化層8中產生開口以曝露p-GaN及n-GaN。此可經由濕式或乾式蝕刻或二者之組合來進行。

為了濕式蝕刻緩衝氧化物蝕刻，可使用經稀釋之氫氟酸磷酸或此等之混合物。 圖13

裝置製造中之最終步驟係用金屬層9覆蓋氧化物中之開口。覆蓋可以單個步驟或多個步驟進行。在此實例中，使用單個步驟簡化細節。

金屬可含有Ti、Pt、Pd、Rh、Ni、Au。完整金屬堆疊之厚度可在200 nm至2000 nm之間。

且在所有加工之後，可使基板變薄，及/或可移除多孔區以使得連接層1曝露。

可在基板、多孔區或層1上進行表面結構化或紋理化以增強光輸出且控制發射角，以及其他光學工程及設計。

最後，晶圓/裝置可經翻轉，且接合至另一載體基板，該載體基板可為矽/藍寶石或任何類型之被動裝置，替代地，裝置可接合至用於主動矩陣微型LED顯示面板之CMOS矽背板。 圖14-圖18

圖14顯示根據本發明之較佳實施例之多孔層上方的InGaN LED以大約625 nm之峰值波長發射。

圖15及圖16比較無孔基板上之InGaN LED (圖15)與生長於包含III族氮化物材料之多孔層的模板上的相同InGaN LED的發射特性。此等二個圖式之比較表明多孔底層引起發射波長朝向較長波長移位，因為多孔模板上之LED的發射始終比無孔模板上之相同LED之發射要長21 nm與45 nm之間。

圖17及圖18比較無孔基板上之InGaN微型LED (圖17)與含有多孔層之模板上之InGaN微型LED的I-V特性。

1:連接層 2:n摻雜區 3:發光區 4:封蓋層 5:電子阻擋層 6:p摻雜層 7:透明導電層 8:鈍化層 9:金屬層 D,T:厚度

現將參考圖式描述本發明之實施例，其中： 圖1說明適合於根據本發明之紅LED的多孔模板； 圖2至圖13說明製造根據本發明之較佳實施例之紅LED的步驟； 圖14為根據本發明之較佳實施例之多孔區上方的InGaN LED的標準化電致發光(EL)強度對比波長的圖示； 圖15為無孔基板上方之InGaN LED在不同電流注入下的標準化電致發光(EL)強度對比波長的圖示； 圖16為根據本發明之較佳實施例在多孔區上方生長的與圖15相同之InGaN LED在不同電流注入下的標準化電致發光(EL)強度對比波長的圖示； 圖17為無孔基板上對不同像素尺寸的InGaN微型LED所量測之I-V曲線，其中插圖影像顯示黃色發射； 圖18為多孔基板上對不同像素尺寸的InGaN微型LED所量測之I-V曲線，其中插圖影像顯示紅色發射。

1:連接層

2:n摻雜區

3:發光區

4:封蓋層

5:電子阻擋層

6:p摻雜層

7:透明導電層

8:鈍化層

9:金屬層

Claims (28)

1. 一種紅發光二極體(LED)，其包含： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一發光區，其位於該n摻雜部分與p摻雜部分之間，該發光區包含： 一發光氮化銦鎵層，其在其上之電偏壓下以600與750 nm之間的一峰值波長發光； 一III族氮化物層，其位於該發光氮化銦鎵層上；及一III族氮化物障壁層，其位於該III族氮化物層上， 其中該發光二極體包含III族氮化物材料之一多孔區。
2. 如請求項1之紅LED，其中該發光二極體包含選自以下之至少一個特徵： (a)該發光區包含一個或二個或三個或四個或五個或六個或七個或八個量子井(或至少一個量子井)；或 (b)該III族氮化物層包含具有一組成Al _yGa _(1-y)N之一氮化鋁鎵層，其中y在0.1至1.0範圍內；或 (c)一UV或藍光發射InGaN/GaN或InGaN/InGaN超晶格或InGaN層位於該n摻雜部分與該發光區之間。
3. 如請求項1或2之紅LED，其中該發光區在電偏壓下以600與700 nm之間或615與675 nm之間的一峰值波長發光。
4. 如請求項1、2或3之紅LED，其中該LED發光區為用於以500至580 nm之一峰值波長發光之一LED發光區，且其中III族氮化物材料之該多孔區使該發光區之發射波長移位至600與750 nm之間。
5. 如請求項1至4中任一項之紅LED，其中該多孔區具有至少1 nm、較佳地至少10 nm、尤其較佳地至少50 nm之一厚度。
6. 如請求項5之紅LED，其中該紅LED包含定位於該n摻雜部分與該多孔區之間的III族氮化物材料之一連接層，較佳地其中該連接層之厚度為至少100 nm。
7. 如請求項6之紅LED，其包含定位於該多孔區與該連接層之間的III族氮化物材料之一無孔中間層。
8. 如請求項5、6或7之紅LED，其中該n摻雜部分包含一n摻雜III族氮化物層，較佳其中該n摻雜部分包含n-GaN或n-InGaN，或n-GaN/n-InGaN之交替層之一堆疊，或含有不同濃度之銦的n-InGaN/n-InGaN之交替層之一堆疊。
9. 如請求項8之紅LED，其中該n摻雜部分包含一單晶n摻雜III族氮化物部分，較佳地其中該n摻雜部分包含具有一平面頂面之一單晶n摻雜III族氮化物層。
10. 如請求項9之紅LED，其中該多孔區及該多孔區與該單晶n摻雜III族氮化物層之間的每一層為平面層，該等平面層具有與該單晶n摻雜III族氮化物層之該平面頂面平行的一個別頂面及一個別底面。
11. 如請求項1至10中任一項之紅LED，其中該發光氮化銦鎵層包含一或多個InGaN量子井，較佳地在1與7個量子井之間。
12. 如請求項11之紅LED，其中該發光氮化銦鎵層為包含諸如量子點、碎裂化或非連續量子井之量子結構的InGaN之奈米結構層。
13. 如請求項11或12之紅LED，其中發光氮化銦鎵層及/或該等量子井具有組成In _xGa _1-xN，其中0.15 ≤ x ≤ 0.40、較佳0.20 ≤ x ≤ 0.40或0.26 ≤ x ≤ 0.40、尤其較佳0.30 ≤ x ≤ 0.40。
14. 如請求項11、12或13之紅LED，其中該LED包含在該等量子井與該p摻雜部分之間的III族氮化物材料之一封蓋層。
15. 如請求項1至14中任一項之紅LED，其中該p摻雜部分包含一p摻雜III族氮化物層及定位於該p摻雜III族氮化物層與該發光區之間的一p摻雜氮化鋁鎵層。
16. 如請求項15之紅LED，其中該p摻雜氮化鋁層為該封蓋層與p型層之間的電子阻擋層(EBL)，其中該電子阻擋層含有5至25 at%鋁，較佳其中該電子阻擋層具有10至50 nm之間的一厚度。
17. 如請求項1至16中任一項之紅LED，其中該多孔區不為一分佈式布拉格反射器(DBR)之部分。
18. 一種紅迷你LED，其包含如請求項1至17中任一項之紅LED，其中該發光區具有大於100 µm且小於200 µm之橫向尺寸。
19. 一種紅微型LED，其包含如請求項1至17中任一項之紅LED，其中該發光區具有小於100 µm之橫向尺寸。
20. 一種微型LED陣列，其包含多個如請求項19之紅微型LED。
21. 一種製造紅LED之方法，其包含在III族氮化物材料之一多孔區上過度生長下列之步驟： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一發光區，其位於該n摻雜部分與p摻雜部分之間，該發光區包含一發光氮化銦鎵層，該發光氮化銦鎵層在其上之電偏壓下以600與750 nm之間的一峰值波長發光。
22. 一種製造紅LED之方法，其包含在III族氮化物材料之一多孔區上過度生長下列之步驟： 一n摻雜部分； 一p摻雜部分；及 一LED發光區，其在該n摻雜部分與p摻雜部分之間，該發光區包含用於以500至550 nm或550 nm至600 nm之一峰值波長發光之一發光氮化銦鎵層， 其中在電偏壓下，III族氮化物材料之該多孔區上的過度生長使該發光區之發射波長移位至600與750 nm之間的一峰值波長。
23. 如請求項21或22之方法，其包含使一層III族氮化物材料電化學孔隙化以形成III族氮化物材料之該多孔區的第一步驟。
24. 如請求項23之方法，其包含藉由穿過III族氮化物材料之一無孔區的電化學孔隙化來形成III族氮化物材料之該多孔區的步驟，使得III族氮化物材料之該無孔區形成一無孔中間層。
25. 如請求項24之方法，其包含在該連接層上過度生長該n摻雜區、該LED發光區及具有In%之該p摻雜區之前，在該III族氮化物材料之中間層的表面上沈積一或多個III族氮化物材料連接層的步驟。
26. 如請求項23之方法，其包含將III族氮化物材料之一連接層沈積至III族氮化物材料之該多孔區之表面上的步驟。
27. 如請求項25或26中任一項之方法，其包含在該連接層上使該n摻雜區、該LED發光區及該p摻雜區過度生長的步驟。
28. 如請求項22至27中任一項之方法，其中該紅LED為如請求項1至20中任一項之紅LED。

Images