TW202349647A - 具有光萃取效率增強的微顯示器架構 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種光源，其包含在其上製作有電路之背板晶圓，及耦接至該背板晶圓之LED陣列。該LED陣列中之各LED包含：台面結構，其包括半導體磊晶層且特徵在於向內傾斜之台面側壁；高折射率材料區域（例如，其中折射率大於約1.75，諸如等於或大於這些半導體磊晶層之折射率），其環繞該台面結構之這些半導體磊晶層且包括向外傾斜之側壁；及反射層，其在該高折射率材料區域之這些向外傾斜之側壁上。在一個實例中，該LED陣列中之各LED亦包括該台面結構之這些向內傾斜之台面側壁上之鈍化層。

Description

具有光萃取效率增強的微顯示器架構

本發明相關於具有光萃取效率增強的微顯示器架構。 相關申請案之交叉參考

本申請案主張於2022年2月25日提出申請之美國非臨時專利申請案第17/681241號之優先權的權益。上述所參考申請案之內容以全文引用的方式併入。

發光二極體（LED）將電能轉換為光能，且提供優於其他光源的許多益處，諸如大小縮減，耐久性改良以及效率提高。LED可用作諸多顯示系統（諸如電視、電腦顯示器、膝上型電腦、平板電腦、智慧型電話、投影系統及可穿戴電子裝置）中之光源。基於III至V族半導體（諸如AlN、GaN、InN、AlGaInP、其他三級及四級氮化物、磷化物及砷化物組合物之合金）的微型LED （「μLED」）由於其較小大小（例如，具有小於100 μm、小於50 μm、小於10 μm，或小於5 μm的線性尺寸）、高封裝密度（及因此較高解析度）以及高亮度，已開始經開發用於各種顯示應用。舉例而言，發射不同色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光的微型LED可用於形成顯示系統（諸如電視或近眼顯示系統）之子像素。

本揭示內容大致上係關於微型發光二極體（微型LED）。更具體而言，本揭示內容係關於藉由無對準接合及接合後台面蝕刻及修改來製作的微型LED裝置，以改良微型LED裝置中之微型LED之光束輪廓及光萃取效率。本文中描述各種發明具體實例，包括裝置、系統、方法、程序、材料及其類似物。

根據某些具體實例，光源可包括：背板晶圓，其包括製作在製作在其上之電路；及LED陣列，其耦接至該背板晶圓。LED陣列中之各LED可包括：台面結構，其包括半導體磊晶層且特徵在於向內傾斜之台面側壁；高折射率材料區域（例如，對於可見光，具有大於約1.75之折射率），其環繞台面結構之半導體磊晶層且包括向外傾斜之側壁；及反射層，其在高折射率材料區域之向外傾斜之側壁上。在一些具體實例中，高折射率材料區域之折射率可等於或大於半導體磊晶層之折射率。高折射率材料區域可包括例如TiO ₂、SiN或無摻雜半導體材料（例如，無摻雜GaN或SiC）。

在光源之一些具體實例中，半導體磊晶層可包括n型半導體層、經配置以發射可見光之主動層，及p型半導體層。LED陣列中之各LED可包括在台面結構之向內傾斜之台面側壁上之鈍化層。台面結構亦可包括耦接至半導體磊晶層之背向反射器層，及電連接至背向反射器層並接合至背板晶圓之接合層。在一些具體實例中，背向反射器層可耦接至p型半導體層，且LED陣列可包括電耦接至LED陣列之各LED之台面結構之n型半導體層之透明導電層。在一些具體實例中，背向反射器層可耦接至n型半導體層，且LED陣列可包括電耦接至LED陣列之各LED之台面結構之p型半導體層之透明導電層。

在一些具體實例中，高折射率材料區域之向外傾斜之側壁上之反射層可形成複合抛物面聚光器。在一些具體實例中，高折射率材料區域可相對於台面結構之中心不對稱。在一些具體實例中，光源可包括LED陣列上之微透鏡陣列，其中微透鏡陣列中之各微透鏡之寬度可大於LED陣列中之各LED之寬度。在一些具體實例中，光源可包括環繞LED陣列中之各LED之介電材料區域，其中反射層可形成在介電材料區域之表面上。在一些具體實例中，環繞LED陣列中之LED之介電材料區域中之至少一區域可高於LED之台面結構。在一些具體實例中，LED陣列中之LED之反射層之一部分可高於LED之台面結構。

根據一些具體實例，光源可包括：背板晶圓，其包括製作在製作在其上之電路；及LED陣列，其耦接至該背板晶圓。LED陣列中之各LED可包括台面結構，其包括半導體磊晶層且特徵在於向內傾斜之台面側壁；鈍化層，其在向內傾斜之台面側壁上；及反射層，其環繞台面結構之半導體磊晶層且包括向外傾斜之內側壁。在一些具體實例中，反射層可形成複合抛物面聚光器，該複合抛物面聚光器經配置以準直自台面結構發射之光。在一些具體實例中，光源可包括介於鈍化層與反射層之間的高折射率材料，該高折射率材料之特徵在於等於或大於半導體磊晶層之折射率的折射率。在一些具體實例中，環繞台面結構之半導體磊晶層之反射層可相對於台面結構之中心不對稱。在一些具體實例中，反射層之一部分高於台面結構及鈍化層。在一些具體實例中，光源可包括環繞LED陣列中之各LED之介電材料區域，其中反射層可在介電材料區域之表面上。

根據一些具體實例，一種方法可包括：獲得晶圓堆疊，該晶圓堆疊包括背板晶圓，以及在背板晶圓上之半導體磊晶層、背向反射器層及金屬接合層；蝕刻穿過半導體磊晶層、背向反射器層及金屬接合層，以形成具有向內傾斜之側壁的台面結構；在台面結構之間的區域中沈積介電層；蝕刻介電層以形成環繞台面結構之半導體磊晶層並具有向外傾斜之側壁的空腔；在介電層之表面上沈積反射層；及在半導體磊晶層上形成透明電極層。

在一些具體實例中，該方法亦可包括，在沈積介電層之前，在台面結構之向內傾斜之側壁上形成鈍化層。在一些具體實例中，該方法亦可包括在空腔中沈積高折射率材料，其中高折射率材料的特徵可在於對於可見光之折射率大於約1.75。在一些具體實例中，獲得晶圓堆疊可包括獲得第一晶圓，該第一晶圓包括第一基板及生長在第一基板上之半導體磊晶層；將第二基板接合至第一晶圓之半導體磊晶層；移除第一晶圓之第一基板；在半導體磊晶層上沈積背向反射器層；在背向反射器層上形成第一金屬層；將背板晶圓上之第二金屬層接合至第一金屬層，該金屬接合層包括第一金屬層及第二金屬層；及移除第二基板。

發明內容既不意欲識別所主張標的物之關鍵或基本特徵，亦不意欲單獨地用以判定所主張標的物之範圍。標的物應藉由參考本揭示內容之整個說明書之適當部分、任何或所有圖式以及各技術方案來理解。下文將在以下說明書、申請專利範圍及隨附圖式中更詳細描述前述連同其他特徵及實例。

本揭示內容大致上涉及微型發光二極體（微型LED）。更具體而言，本揭示內容係關於藉由無對準接合及接合後台面蝕刻及修改來製作的微型LED裝置，以改良微型LED裝置中之微型LED之光束輪廓及光萃取效率。本文中描述各種發明具體實例，包括裝置、系統、方法、程序、材料及其類似物。

具有小間距（例如，小於約10 μm，小於約5 μm，小於約3 μm，或小於約2 μm）之LED可用於高解析度顯示系統。舉例而言，擴增實境（AR）及虛擬實境（VR）應用可使用包括諸如微型LED等微型發光器的近眼顯示器。高解析度顯示系統中之微型LED可由驅動電路控制，該驅動電路基於顯示影像之像素資料向微型LED提供驅動電流（以及因此注入的載子），使得微型LED可發射具有適當強度的光以形成顯示影像。微型LED可藉由在生長基板上磊晶生長III-V族半導體材料層來製作，而驅動電路通常使用為製作互補金屬氧化物半導體（CMOS）積體電路而開發的加工技術在矽晶圓上製作。包括製作在其上之CMOS驅動電路之晶圓在本文中被稱為背板晶圓或CMOS背板。晶粒或晶圓上之微型LED陣列可接合至CMOS背板，使得微型LED陣列中之個別微型LED可電連接至CMOS背板上之對應像素驅動電路，且因此可變得可單獨定址以接收用於驅動各別微型LED之驅動信號。

由於微型LED陣列之間距較小且個別微型LED之尺寸較小，因此可難以將驅動電路電連接至個別微型LED之電極。在一些實施方案中，可使用微型LED陣列之表面上之接合墊或凸塊以及驅動電路上之接合墊或凸塊將微型LED陣列與驅動電路面對面地接合，使得不需要任何繞線，且微型LED與驅動電路之間的互連可為較短的，此可實現高密度且高效能的互連。然而，將微型LED陣列上之接合墊與驅動電路上之接合墊精確對準並在可包括介電材料（例如，SiO ₂、SiN或SiCN）與金屬（例如，Cu、Au、Ti或Al）接合墊兩者之接合介面處形成可靠接合。舉例而言，當微型LED裝置之間距約為2至4微米或更低時，接合墊之線性尺寸可小於約1 μm，以便避免與毗鄰微型LED短路，並藉由介電接合獲得足夠高的接合強度。小接合墊對接合墊之間的錯位的容忍較低，此可減小金屬接合面積，增加接觸電阻（或甚至可為開路），及/或導致金屬原子擴散至半導體材料及介電材料中。因此，可需要將微型LED陣列之接合表面處之接合墊與背板晶圓之接合表面處之接合墊精確對準。然而，使用現有技術設備的晶粒對晶圓或晶圓對晶圓接合對準的精度可為近似約0.5 μm或約1 μm，此可不足以將小間距的微型LED陣列（例如，具有≤約2 μm之間距，及近似1 μm或更短之接合墊之線性尺寸）接合至CMOS驅動電路。

在一些實施方案中，為了避免接合之精確對準，可在磊晶層生長之後但在微型LED晶圓上形成個別微型LED之前，將微型LED晶圓接合至背板晶圓，其中可藉由兩個晶圓上之兩個固體金屬接合層的無對準金屬對金屬接合將微型LED晶圓及背板晶圓接合在一起。在接合之後，可移除微型LED晶圓之基板，且可蝕刻接合晶圓堆疊中之磊晶層及金屬接合層，以形成用於個別微型LED之台面結構。蝕刻程序可具有比接合程序高得多的對準精度，且因此可形成與下伏像素驅動電路對準的個別微型LED。

在此程序中，在晶圓接合及移除微型LED晶圓之基板之後藉由蝕刻形成之台面結構可具有向內傾斜之側壁。另外，微型LED晶圓之磊晶層（例如，GaN基磊晶層）通常藉由首先生長較厚的n型半導體層，後續接著生長主動區域（包括發光量子井層）及較薄的p型半導體層來生長。因此，微型LED晶圓通常可接合至背板晶圓，其中p型半導體層更靠近於背板晶圓，且因此主動區域可靠近於各微型LED之台面結構之底部。因此，自微型LED萃取在作用區域中發射之光的效率（被稱為光萃取效率（LEE））可較低。因此，微型LED之外部量子效率（EQE）可較低，該外部量子效率可為微型LED之內部量子效率與光萃取效率之乘積。

根據某些具體實例，在蝕刻磊晶層以形成微型LED陣列之個別台面結構之後，具有向內傾斜之台面側壁之台面結構可經修改以具有向外傾斜之側壁及在向外傾斜之側壁上之反射層。舉例而言，鈍化層可形成在向內傾斜之台面側壁上，介電材料可沈積在鈍化層上及台面結構之間的區域中，環繞各台面結構之介電材料可經蝕刻以形成環繞台面結構並具有向外傾斜之側壁的空腔，反射層可形成在空腔之向外傾斜之側壁上，且在一些具體實例中，高折射率材料（例如，具有匹配或大於磊晶層之折射率的折射率）可沈積至空腔中及反射層上，以環繞台面結構。因此，經蝕刻台面結構可經修改以包括初始經蝕刻台面結構、鈍化層、環繞初始經蝕刻台面結構之高折射率材料，及環繞高折射率材料之反射層。因此，微型LED之經修改台面結構可具有向外傾斜之側壁，其中反射層形成在該側壁上，且在微型LED之發光側處可具有較大光圈。如此，可改良微型LED之光萃取效率。在一些具體實例中，介電材料可經蝕刻以形成具有特定形狀的空腔，使得在空腔之側壁（例如，在蝕刻之後的介電材料之表面）上形成的反射層可形成用於光束整形及/或偏轉的各種光學裝置，諸如用於光束準直之複合抛物面聚光器（CPC）或用於光束偏轉之光束偏轉器。

本文中所揭示之技術可用於修改台面結構之形狀及/或在例如共陰極微型LED裝置、共陰極微型LED裝置、藉由接合後單粒化形成之微型LED裝置、藉由接合之前單粒化形成之微型LED裝置及其類似物中形成光束整形及/或偏轉裝置。因此，本文中所揭示之技術可改良任何此等微型LED裝置中之微型LED之光萃取效率及發射光束輪廓。

本文中所描述之微型LED可與各種技術（諸如人工實境系統）接合使用。人工實境系統，諸如頭戴式顯示器（HMD）或抬頭顯示器（HUD）系統，通常包括經配置以呈現在虛擬環境中描繪物件之人工影像之顯示器。顯示器可呈現虛擬物件或將真實物件之影像與虛擬物件組合在一起，如在虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）或混合實境（MR）應用中。舉例而言，在AR系統中，使用者可藉由例如透視透明顯示器眼鏡或透鏡（通常被稱為光學透視）或查看由攝影機捕獲之周圍環境的顯示影像（通常被稱為視訊透視）來查看虛擬物件（例如，電腦產生影像（CGI））及周圍環境的兩個顯示影像。在一些AR系統中，可使用基於LED之顯示子系統將人工影像呈現給使用者。

在以下描述中，出於闡釋之目的，闡明特定細節以便提供對本揭示內容之實例之透徹理解。然而，將明瞭，可在不具有此等特定細節之情況下實踐各種實例。舉例而言，裝置、系統、結構、組裝件、方法及其他組件可以方塊圖形式示出為組件，以便以不必要詳細模糊實例。在其他例子中，眾所周知的裝置、程序、系統、結構及技術可經示出無不必要細節以便避免模糊實例。各圖及描述並非意欲為限制性的。本揭示內容中所採用之術語及表達用作描述術語而非限制性，且使用此類術語及表達並不意欲將所示出及闡述之特徵或其部分之任何等效物排除在外。詞語「實例」在本文中用以意指「用作實例、例子或說明」。在本文中描述為「實例」的任一具體實例或設計未必應視為比其他具體實例或設計較佳或有利。

圖 1為根據某些具體實例的包括近眼顯示器120之人工實境系統環境100之實例的簡化方塊圖。圖1中所示之人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、可選外部成像裝置150及可選輸入/輸出介面140，其中各者可耦接至可選控制台110。雖然圖1示出人工實境系統環境100之實例，包括一個近眼顯示器120、一個外部成像裝置150及一個輸入/輸出介面140，但任何數目的此等組件可包括在人工實境系統環境100中，或可省略組件中之任一者。舉例而言，可存在由與控制台110通信之一或多個外部成像裝置150監視的多個近眼顯示器120。在一些配置中，人工實境系統環境100可不包括外部成像裝置150、可選輸入/輸出介面140及可選控制台110。在替代配置中，不同或額外組件可包括在人工實境系統環境100中。

近眼顯示器120可為向使用者呈現內容的頭戴式顯示器。由近眼顯示器120呈現之內容之實例包括影像、視訊、音訊或其任何組合中之一或多者。在一些具體實例中，音訊可經由外部裝置（例如，揚聲器及/或耳機）呈現，該外部裝置自近眼顯示器120、主控台110或兩者接收音訊資訊，並且基於該音訊資訊而呈現音訊資料。近眼顯示器120可包括一或多個剛體，其可為剛性或非剛性地彼此耦接。剛體之間的剛性耦接可致使耦接的剛體充當單個剛性實體。剛體之間的非剛性耦接可允許剛體相對於彼此移動。在各種具體實例中，近眼顯示器120可以任何合適外觀尺寸實施，包括一副眼鏡。近眼顯示器120之一些具體實例在下文關於圖2及圖3進一步描述。此外，在各種具體實例中，本文中所描述之功能性可用於頭戴式耳機，該頭戴式耳機組合在近眼顯示器120外部之環境的影像與人工實境內容（例如，電腦產生影像）。因此，近眼顯示器120可用產生的內容（例如，影像、視訊、聲音，等）來擴增近眼顯示器120外部之實體、真實世界環境的影像，以向使用者呈現擴增實境。

在各種具體實例中，近眼顯示器120可包括顯示電子器件122、顯示光學器件124及眼動追蹤單元130中之一或多者。在一些具體實例中，近眼顯示器120亦可包括一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元（IMU）132。近眼顯示器120可省略眼動追蹤單元130、定位器126、位置感測器128及IMU 132中之任一者，或包括各種具體實例中之額外元件。此外，在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括組合接合圖1所描述之各種元件之功能的元件。

顯示電子器件122可根據自例如控制台110接收之資料向使用者顯示影像或有利於向使用者顯示影像。在各種具體實例中，顯示電子器件122可包括一或多個顯示面板，諸如液晶顯示器（LCD）、有機發光二極體（OLED）顯示器、無機發光二極體（ILED）顯示器、微型發光二極體（μLED）顯示器、主動矩陣OLED顯示器（AMOLED）、透明OLED顯示器（TOLED），或其他某種顯示器。舉例而言，在近眼顯示器120之一個實施方案中，顯示電子器件122可包括前TOLED面板、後顯示面板，及前顯示面板與後顯示面板之間的光學組件（例如，衰減器、偏振器，或繞射或光譜膜）。顯示電子器件122可包括像素以發射諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色的主色彩之光。在一些實施方案中，顯示電子器件122可藉由由二維面板產生之立體效應顯示三維（3D）影像以形成影像深度之主觀感知。舉例而言，顯示電子器件122可包括分別位於使用者之左眼及右眼的前部的左顯示器及右顯示器。左顯示器及右顯示器可呈現相對於彼此水平移動之影像之複本，以創建立體效應（亦即，藉由使用者觀看影像來感知影像深度）。

在某些具體實例中，顯示光學器件124可光學地顯示影像內容（例如，使用光波導及耦合器）或放大自顯示電子器件122接收之影像光，校正與影像光相關聯之光學誤差，並將經校正影像光呈現給近眼顯示器120之使用者。在各種具體實例中，顯示光學器件124可包括一或多個光學元件，諸如例如，基板、光波導、光圈、菲涅爾透鏡、凸透鏡、凹透鏡、濾光器、輸入/輸出耦合器，或可影響自顯示電子器件122發射之影像光的任何其他合適光學元件。顯示光學器件124可包括不同光學元件的組合以及機械耦接，以維持組合中光學元件的相對間隔及定向。顯示光學器件124中之一或多個光學元件可具有光學塗層，諸如抗反射塗層、反射塗層、濾波塗層，或不同光學塗層的組合。

定位器126可為相對於彼此且相對於近眼顯示器120上之參考點位於近眼顯示器120上之特定位置中之物件。在一些具體實例中，控制台110可識別由外部成像裝置150捕獲之影像中之定位器126，以判定人工實境頭戴式耳機之位置、定向或兩者。定位器126可為LED、角立方體反射器、反射標誌、與近眼顯示器120在其中操作的環境形成對比的一類型光源，或其任一組合。在定位器126為主動組件（例如，LED或其他類型之發光裝置）之具體實例中。

外部成像裝置150可包括一或多個攝影機，一或多個視訊攝影機、能夠捕獲影像之任何其他裝置，包括定位器126中之一或多者，或其任一組合。另外，外部成像裝置150可包括一或多個濾光器（例如，以增加信雜比）。外部成像裝置150可經配置以在外部成像裝置150之視野中偵測自定位器126發射或反射之光。在定位器126包括被動元件（例如，復歸反射器（retroreflector））之具體實例中，外部成像裝置150可包括照明一些或全部定位器126之光源，其可將光復歸反射至外部成像裝置150中之光源。緩慢校準資料可自外部成像裝置150傳遞至控制台110，且外部成像裝置150可自控制台110接收一或多個校準參數以調整一或多個成像參數（例如，焦距、焦點、幀率、感測器溫度、快門速度、光圈等）。

位置感測器128可回應於近眼顯示器120之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器128之實例可包括加速度計、陀螺儀、磁力計、其他運動偵測或糾錯感測器，或其任一組合。舉例而言，在一些具體實例中，位置感測器128可包括用以量測平移運動（例如，前/後、上/下或左/右）之多個加速度計及用以量測旋轉運動（例如，俯仰、橫偏或橫搖）之多個陀螺儀。在一些具體實例中，各種位置感測器可彼此正交定向。

IMU 132可為電子裝置，其基於自位置感測器128中之一或多者接收到之量測信號而產生快速校準資料。位置感測器128可位於IMU外部132、IMU內部132或其任一組合。基於來自一或多個位置感測器128之一或多個量測信號，IMU 132可產生指示近眼顯示器120相對於近眼顯示器120之初始位置的估計位置的快速校準資料。

眼動追蹤單元130可包括一或多個眼動追蹤系統。眼動追蹤可係指判定相對於近眼顯示器120之眼睛的位置，包括眼睛之定向及位置。眼動追蹤系統可包括成像系統，以對一或多個眼睛進行成像，且可視情況包括光發射器，其可產生定向至眼睛的光，使得由眼睛反射的光可被成像系統捕獲。近眼顯示器120可使用眼睛之定向來例如判定使用者之瞳孔間距離（IPD），判定凝視方向，引入深度線索（例如，使在使用者之主視線之外的影像模糊），收集關於VR媒體中使用者互動的啟發式方法（例如，根據曝露的刺激在任何特定主體、物件或框架上花費的時間），以及一些其他部分地基於使用者之眼睛中之至少一者之定向的功能或其任一組合。

輸入/輸出介面140可為允許使用者向控制台110發送動作請求的裝置。動作請求可為執行特定動作的請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或在應用程式內執行特定動作。輸入/輸出介面140可包括一或多個輸入裝置。實例輸入裝置可包括鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控螢幕，或用於接收動作請求並將接收到的動作請求傳遞至控制台110的任何其他合適的裝置。由輸入/輸出介面140接收的動作請求可傳遞至控制台110，該控制台可執行與所請求動作相對應的動作。在一些具體實例中，輸入/輸出介面140可根據自控制台110接收的指令向使用者提供觸覺回饋。在一些具體實例中，外部成像裝置150可用於追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器（其可包括例如IR光源）或使用者之手的定位或位置，以判定使用者之運動。在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括一或多個成像裝置來追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器或使用者之手的定位或位置以判定使用者之運動。

控制台110可根據自外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到的資訊，向近眼顯示器120提供內容以呈現給使用者。在圖1中所示之實例中，控制台110可包括應用程式商店112、頭戴式耳機追蹤模組114、人工實境引擎116及眼動追蹤模組118。控制台110之一些具體實例可包括與接合圖1所描述之模組不同或額外模組。下文進一步描述之功能可以不同於此處所描述的方式分佈在控制台110之組件之間。

在一些具體實例中，控制台110可包括處理器及儲存處理器可執行之指令的非暫時性電腦可讀取儲存媒體。處理器可包括並行執行指令的多個處理單元。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為任何記憶體，諸如硬式磁碟機、可抽換記憶體或固態硬碟（例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體（DRAM））。在各種具體實例中，接合圖1所描述之控制台110之模組可經編碼為非瞬態電腦可讀取儲存媒體中之指令，這些指令當由處理器執行時致使處理器執行下文進一步描述之功能。

應用程式商店112可儲存一或多個應用程式以由控制台110執行。應用程式可包括一群組指令，這些指令在由處理器執行時會產生內容以呈現給使用者。由應用程式產生之內容可回應於經由自輸入/輸出介面140接收到的使用者之眼睛或輸入的運動自使用者接收到的輸入。這些應用程式之實例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式，或其他合適應用程式。

頭戴式耳機追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150的慢速校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言，頭戴式耳機追蹤模組114可使用自慢速校準資訊及近眼顯示器120模型觀察到的定位器來判定近眼顯示器120之參考點的位置。頭戴式耳機追蹤模組114亦可使用來自快速校準資訊之位置資訊來判定近眼顯示器120之參考點的位置。此外，在一些具體實例中，頭戴式耳機追蹤模組114可使用快速校準資訊、慢速校準資訊，或其任一組合的部分來預測近眼顯示器120之未來位置。頭戴式耳機追蹤模組114可向人工實境引擎116提供近眼顯示器120之估計或預測未來位置。

人工實境引擎116可在人工實境系統環境100內執行應用程式，並自頭戴式耳機追蹤模組114接收近眼顯示器120之位置資訊、近眼顯示器120之加速度資訊、近眼顯示器120之速度資訊、近眼顯示器120之所預測未來位置，或其任一組合。人工實境引擎116亦可自眼動追蹤模組118接收估計的眼睛位置及定向資訊。基於接收到的資訊，人工實境引擎116可判定內容以提供給近眼顯示器120以呈現給使用者。人工實境引擎116可回應於自輸入/輸出介面140接收到的動作請求而執行在控制台110上執行之應用程式內之動作，並向使用者提供指示已執行動作的回饋。該回饋可為經由近眼顯示器120的視覺或聽覺回饋，或可為經由輸入/輸出介面140的觸覺回饋。

眼動追蹤模組118可自眼動追蹤單元130接收眼動追蹤資料，並基於眼動追蹤資料來判定使用者之眼睛的位置。眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任一元件之定向、定位或兩者。因為眼睛之旋轉軸線根據眼睛在其眼窩中之位置而改變，所以判定眼睛在其眼窩中之位置可允許眼動追蹤模組118更準確地判定眼睛之定向。

圖 2為用於實施本文中所揭示之一些實例的呈HMD裝置200形式之近眼顯示器之實例的透視圖。HMD裝置200可為例如VR系統、AR系統、MR系統或其任一組合之一部分。HMD裝置200可包括主體220及頭帶230。圖2以透視圖說明主體220之底側223、前側225及左側227。頭帶230可具有可調整或可延伸的長度。HMD裝置200之主體220與頭帶230之間可存在足夠的空間，以允許使用者將HMD裝置200安裝至使用者之頭部上。在各種具體實例中，HMD裝置200可包括額外、較少或不同組件。舉例而言，在一些具體實例中，HMD裝置200可包括眼鏡鏡腿及鏡腿尖端，例如如下文圖3中所示，而非頭帶230。

HMD裝置200可向使用者媒體呈現包括具有電腦產生元素的實體、真實世界環境的虛擬及/或擴增視圖。由HMD裝置200呈現之媒體之實例可包括影像（例如，二維（2D）或三維（3D）影像）、視訊（例如，2D或3D視訊）、音訊或其任一組合。影像及視訊可藉由一或多個顯示組裝件（未在圖2中示出）呈現給使用者之每隻眼睛，這些組裝件封圍在HMD裝置200之主體220中。在各種具體實例中，一或多個顯示組裝件可包括單個電子顯示面板或多個電子顯示面板（例如，用於使用者之每隻眼睛的一個顯示面板）。電子顯示面板之實例可包括例如LCD、OLED顯示器、ILED顯示器、µLED顯示器、AMOLED、TOLED、某一其他顯示器或其任一組合。HMD裝置200可包括兩個眼動範圍區域。

在一些實施方案中，HMD裝置200可包括各種感測器（未示出），諸如深度感測器，運動感測器，位置感測器及眼動追蹤感測器。此等感測器中之一些可使用結構光圖案進行感測。在一些實施方案中，HMD裝置200可包括用於與控制台通信的輸入/輸出介面。在一些實施方案中，HMD裝置200可包括虛擬實境引擎（未示出），該虛擬實境引擎可執行HMD裝置200內之應用程式並自各種感測器接收HMD裝置200之深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、所預測未來位置或其任一組合。在一些實施方案中，由虛擬實境引擎接收的資訊可用於向一或多個顯示組裝件產生信號（例如，顯示指令）。在一些實施方案中，HMD裝置200可包括相對於彼此且相對於參考點位於主體220上的固定位置中之定位器（未示出，諸如定位器126）。定位器中之各者可發射可由外部成像裝置偵測到之光。

圖 3為用於實施本文中所揭示之一些實例的呈一副眼鏡形式之近眼顯示器300之實例的透視圖。近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120的特定實施方案，且可經配置以操作為虛擬實境顯示器、擴增實境顯示器及/或混合實境顯示器。近眼顯示器300可包括框架305及顯示器310。顯示器310可經配置以向使用者呈現內容。在一些具體實例中，顯示器310可包括顯示電子器件及/或顯示光學器件。舉例而言，如上文關於圖1之近眼顯示器120所描述，顯示器310可包括LCD顯示面板、LED顯示面板或光學顯示面板（例如，波導顯示組裝件）。

近眼顯示器300可進一步包括在框架305上或框架305內之各種感測器350a、350b、350c、350d及350e。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個深度感測器、運動感測器、位置感測器、慣性感測器或環境光感測器。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個影像感測器，其經配置以產生表示沿不同方向之不同視野的影像資料。在一些具體實例中，感測器350a至350e可用作輸入裝置來控制或影響近眼顯示器300之顯示內容，及/或向近眼顯示器300之使用者提供交互式VR/AR/MR體驗。在一些具體實例中，感測器350a至350e亦可用於立體成像。

在一些具體實例中，近眼顯示器300可進一步包括一或多個照明器330，以將光投影至實體環境中。所投影之光可與不同頻段（例如，可見光、紅外線光、紫外線光等）相關聯，且可用於各種目的。舉例而言，照明器330可在黑暗環境（或在具有低強度的紅外線光、紫外線光等的環境中）投影光，以協助感測器350a至350e捕獲黑暗環境內不同物件之影像。在一些具體實例中，照明器330可用於將某些光圖案投影至環境內之物件上。在一些具體實例中，照明器330可用作定位器，諸如上文關於圖1所描述之定位器126。

在一些具體實例中，近眼顯示器300亦可包括高解析度攝影機340。攝影機340可在視野中捕獲實體環境之影像。所捕獲影像可例如由虛擬實境引擎（例如，圖1之人工實境引擎116）處理以將虛擬物件添加至所捕獲影像或修改所捕獲影像中之實體物件，且經處理影像可藉由用於AR或MR應用之顯示器310向使用者顯示。

圖 4根據某些具體實例說明包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統400之實例。擴增實境系統400可包括投影機410及組合器415。投影機410可包括光源或影像源412及投影機光學器件414。在一些具體實例中，光源或影像源412可包括上文所描述之一或多個微型LED裝置。在一些具體實例中，影像源412可包括顯示虛擬物件之複數個像素，諸如LCD顯示面板或LED顯示面板。在一些具體實例中，影像源412可包括產生同調或部分同調光之光源。舉例而言，影像源412可包括上文所描述之雷射二極體、垂直腔表面發射雷射、LED及/或微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括複數個光源（例如，上文所描述之微型LED陣列）、各光源發射與原色（例如，紅色、綠色或藍色）相對應的單色影像光。在一些具體實例中，影像源412可包括三個二維微型LED陣列，其中各二維微型LED陣列可包括經配置以發射原色（例如，紅色、綠色或藍色）之光的微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括光學圖案產生器，諸如空間光調變器。投影機光學器件414可包括一或多個光學組件，其可調節來自影像源412之光，諸如擴展、準直、掃描光或將其自影像源412投影至組合器415。舉例而言，一或多個光學組件可包括一或多個透鏡、液體透鏡、鏡、光圈及/或光柵。舉例而言，在一些具體實例中，影像源412可包括一或多個一維微型LED陣列或細長二維微型LED陣列，且投影機光學器件414可包括一或多個一維掃描器（例如，微鏡或稜鏡），該一或多個一維掃描器經配置以掃描一維微型LED陣列或細長二維微型LED陣列以產生影像幀。在一些具體實例中，投影機光學器件414可包括具有複數個電極的液體透鏡（例如，液晶透鏡），該複數個電極允許掃描來自影像源412之光。

組合器415可包括輸入耦合器430，用於將來自投影機410之光耦合至組合器415之基板420中。組合器415可透射第一波長範圍內的至少50%之光並且反射第二波長範圍內的至少25%之光。舉例而言，第一波長範圍可為自約400 nm至約650 nm的可見光，且第二波長範圍可在紅外線波段內，例如自約800 nm至約1000 nm。輸入耦合器430可包括體積全像光柵、繞射光學元件（DOE）（例如，表面起伏光柵）、基板420之傾斜表面或折射耦合器（例如，光楔或稜鏡）。舉例而言，輸入耦合器430可包括反射體積布拉格光柵或透射體積布拉格光柵。對於可見光，輸入耦合器430可具有大於30%、50%、75%、90%或更高的耦合效率。耦合至基板420中之光可藉由例如全內反射（TIR）在基板420內傳播。基板420可為一副眼鏡之透鏡的形式。基板420可具有平面或曲面，且可包括一或多個類型之介電材料，諸如玻璃、石英、塑膠、聚合物、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、晶體或陶瓷。基板之厚度可在例如小於約1 mm至約10 mm或更大的範圍內。基板420可對可見光透明。

基板420可包括或可耦接至複數個輸出耦合器440，各耦合器經配置以自基板420萃取由基板420導引並在基板420內傳播的光之至少一部分，並將所萃取光460引導至眼動範圍（eyebox）495，當擴增實境系統400在使用中時，擴增實境系統400之使用者之眼睛490可定位在該眼動範圍處。複數個輸出耦合器440可複製出射光瞳以增加眼動範圍495之大小，使得顯示影像在較大區域中可見。作為輸入耦合器430，輸出耦合器440可包括光柵耦合器（例如，體積全像光柵或表面起伏光柵）、其他繞射光學元件（DOE）、稜鏡等。舉例而言，輸出耦合器440可包括反射容積布拉格光柵或透射體積布拉格光柵。輸出耦合器440可在不同位置處具有不同耦合（例如，繞射）效率。基板420亦可允許來自組合器415前面的環境之光450幾乎無損失地通過。輸出耦合器440亦可允許光450以較少損失通過。舉例而言，在一些具體實例中，輸出耦合器440對於光450可具有極其低之繞射效率，使得光450可以較少損失折射或以其他方式通過輸出耦合器440，且因此可具有高於所萃取光460之強度。在一些實施方案中，輸出耦合器440對光450可具有高繞射效率，且可以較小損失將光450繞射至某些所要方向（亦即，繞射角）。因此，使用者可能夠查看組合器415前面的環境之組合影像以及由投影機410投影之虛擬物件之影像。

圖 5A說明根據某些具體實例包括波導顯示器530之近眼顯示器（NED）裝置500之實例。NED裝置500可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型顯示裝置之實例。NED裝置500可包括光源510、投影光學器件520及波導顯示器530。光源510可包括不同色彩之多個光發射器面板，諸如紅色光發射器512面板、綠色光發射器514面板及藍色光發射器516面板。紅色光發射器512經組織成陣列；綠色光發射器514經組織成陣列；且藍色光發射器516經組織成陣列。光源510中之光發射器之尺寸及間距可較小。舉例而言，各光發射器可具有小於2 μm（例如，約1.2 μm）的直徑且間距可小於2 μm（例如，約1.5 μm）。如此，各紅色光發射器512、綠色光發射器514及藍色光發射器516中之光發射器的數目可等於或大於顯示影像中之像素數目，諸如960×720、1280×720、1440×1080、1920×1080、2160×1080或2560×1080個像素。因此，顯示影像可由光源510同時產生。掃描元件可不用於NED裝置500中。

在到達波導顯示器530之前，由光源510發射之光可由投影光學器件520調節，該投影光學器件可包括透鏡陣列。投影光學器件520可將由光源510發射之光準直或聚焦至波導顯示器530，波導顯示器可包括用於將由光源510發射之光耦合至波導顯示器530中之耦合器532。耦合至波導顯示器530中之光可藉由例如全內反射在波導顯示器530內傳播，如上文關於圖4所描述。耦合器532亦可將在波導顯示器530內傳播之光之部分耦合在波導顯示器530之外並朝向使用者之眼睛590。

圖 5B說明根據某些具體實例包括波導顯示器580之近眼顯示器（NED）裝置550之實例。在一些具體實例中，NED裝置550可使用掃描鏡570將來自光源540之光投影至使用者眼睛590可定位的影像場。NED裝置550可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型顯示裝置之實例。光源540可包括一或多個列或一或多個行的不同色彩之光發射器，諸如多個列紅色光發射器542、多個列綠色光發射器544及多個列藍色光發射器546。舉例而言，紅色光發射器542、綠色光發射器544及藍色光發射器546可各自包括N個列，各列包括例如2560個光發射器（像素）。紅色光發射器542經組織成陣列；綠色光發射器544經組織成陣列；且藍色光發射器546經組織成陣列。在一些具體實例中，光源540可包括針對各色彩之單行光發射器。在一些具體實例中，光源540可包括用於紅色、綠色及藍色中之各者的多行光發射器，其中每行可包括例如1080個光發射器。在一些具體實例中，光源540中之光發射器的尺寸及/或間距可相對較大（例如，約3-5 μm），且因此光源540可不包括足夠的用於同時產生完整顯示影像的光發射器。舉例而言，單一色彩之光發射器的數目可小於顯示影像中之像素數目（例如，2560×1080個像素）。由光源540發射之光可為一組準直或發散光束。

在到達掃描鏡570之前，由光源540發射之光可藉由各種光學裝置調節，諸如準直透鏡或自由形式光學元件560。自由形式光學元件560可包括例如多面稜鏡或另一光摺疊元件，其可將由光源540發射之光引導朝向掃描鏡570，諸如將由光源540發射之光的傳播方向改變例如約90°或更大。在一些具體實例中，自由形式光學元件560可為可旋轉的以掃描光。掃描鏡570及/或自由形式光學元件560可將由光源540發射之光反射並投影至波導顯示器580，波導顯示器可包括用於將由光源540發射之光耦合至波導顯示器580中之耦合器582。耦合至波導顯示器580中之光可藉由例如全內反射在波導顯示器580內傳播，如上文關於圖4所描述。耦合器582亦可將在波導顯示器580內傳播之光之部分耦合在波導顯示器580之外並朝向使用者之眼睛590。

掃描鏡570可包括微機電系統（MEMS）鏡或任何其他合適的鏡。掃描鏡570可旋轉以在一個或兩個維度上進行掃描。當掃描鏡570旋轉時，由光源540發射之光可經引導至波導顯示器580之不同區域，使得在各掃描循環中整個顯示影像可經投影至波導顯示器580上並藉由波導顯示器580引導至使用者之眼睛590。舉例而言，在其中光源540包括用於一或多個列或行中所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡570可沿行或列方向（例如，x或y方向）旋轉以掃描影像。在其中光源540包括用於一或多個列或行中之一些但並非全部像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡570可在列及行兩個方向（例如，x及y兩個方向）上旋轉以投影顯示影像（例如，使用光柵型掃描型樣）。

NED裝置550可在預定義顯示週期中操作。顯示週期（例如，顯示循環）可係指掃描或投影完整影像的持續時間。舉例而言，顯示週期可為所要幀率的倒數。在包括掃描鏡570之NED裝置550中，顯示週期亦可被稱為掃描週期或掃描循環。藉由光源540進行之光產生可與掃描鏡570的旋轉同步。舉例而言，各掃描循環可包括多個掃描步驟，其中光源540可在各各別掃描步驟中產生不同光圖案。

在各掃描循環中，隨著掃描鏡570旋轉，顯示影像可經投影至波導顯示器580及使用者之眼睛590上。顯示影像之給定像素位置之實際色彩值及光強度（例如，亮度）可為在掃描週期期間照亮像素位置的三個色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光束的平均值。在完成掃描週期之後，掃描鏡570可恢復至初始位置以投影用於下一顯示影像的前幾列的光，或可以反向旋轉或掃描型樣以投射用於下一顯示影像的光，其中一組新的驅動信號可饋送至光源540。當掃描鏡570在各掃描循環中旋轉時，可重複相同的程序。如此，可在不同掃描循環中將不同影像投影至使用者之眼睛590。

圖 6根據某些具體實例說明近眼顯示系統600中之影像源組裝件610之實例。舉例而言，影像源組裝件610可包括顯示面板640，其可產生欲投影至使用者之眼睛的顯示影像，及投影機650，其可如上文關於圖4至圖5B所描述將由顯示面板640產生之顯示影像投影至波導顯示器。顯示面板640可包括光源642及用於光源642之驅動電路644。光源642可包括例如光源510或540。投影機650可包括例如上文所描述之自由形式光學元件560、掃描鏡570及/或投影光學器件520。近眼顯示系統600亦可包括控制器620，該控制器同步地控制光源642及投影機650（例如，掃描鏡570）。影像源組裝件610可產生影像光並將其輸出至波導顯示器（圖6中未示出），諸如波導顯示器530或580。如上文所描述，波導顯示器可在一或多個輸入耦合元件處接收影像光，並將所接收到的影像光導引至一或多個輸出耦合元件。輸入及輸出耦合元件可包括例如繞射光柵、全像光柵、稜鏡或其任一組合。輸入耦合元件可經選擇，使得全內反射與波導顯示一起發生。輸出耦合元件可將全內反射影像光之部分耦合出波導顯示器。

如上文所描述，光源642可包括配置成陣列或矩陣的複數個光發射器。各光發射器可發射單色光，諸如紅光、藍光、綠光、紅外線光及其類似物。雖然在本揭示內容中經常論述RGB色彩，但本文中所描述之具體實例不限於使用紅色、綠色及藍色作為原色。其他色彩亦可用作近眼顯示系統600之原色。在一些具體實例中，根據具體實例之顯示面板可使用多於三種原色。光源642中之各像素可包括三個子像素，這些子像素包括紅色微型LED、綠色微型LED及藍色微型LED。半導體LED通常包括在多層半導體材料內的主動發光層。多層半導體材料可包括不同複合材料或具有不同摻雜劑及/或不同摻雜密度的相同基底材料。舉例而言，多層半導體材料可包括n型材料層、可包括異質結構（例如，一或多個量子井）之主動區域以及p型材料層。可在具有特定定向之基板的表面上生長多層半導體材料。在一些具體實例中，為了增加光萃取效率，可形成包括半導體材料層中之至少一些層的台面。

控制器620可控制影像源組裝件610之影像呈現操作，諸如光源642及/或投影機650的操作。舉例而言，控制器620可判定影像源組裝件610之指令以呈現一或多個顯示影像。這些指令可包括顯示指令及掃描指令。在一些具體實例中，顯示指令可包括影像檔案（例如，點陣圖檔案）。可例如自控制台（例如上文參考圖1所描述之控制台110）接收顯示指令。掃描指令可由影像源組裝件610使用來產生影像光。掃描指令可規定例如影像光源的類型（例如，單色或多色）、掃描速率、掃描設備之定向、一或多個照明參數或其任一組合。控制器620可包括此處未示出之硬體、軟體及/或韌體的組合，以免模糊本揭示內容之其他態樣。

在一些具體實例中，控制器620可為顯示裝置之圖形處理單元（GPU）。在其他具體實例中，控制器620可為其他種類的處理器。由控制器620執行之操作可包括獲取用於顯示的內容，並將該內容劃分成離散段。控制器620可將掃描指令提供至光源642，這些掃描指令包括與光源642之個別源元件相對應的位址及/或施加至個別源元件之電偏壓。控制器620可指示光源642使用與最終顯示給使用者之影像中之一或多列像素相對應的光發射器依序呈現離散部分。控制器620亦可指示投影機650對光執行不同調整。舉例而言，控制器620可控制投影機650以將離散段掃描至波導顯示器（例如，波導顯示器580）之耦合元件的不同區域，如上文關於圖5B所描述。如此，在波導顯示器之出射光瞳處，各離散部分經呈現在不同各別位置中。雖然各離散段在不同各別時間呈現，但離散段之呈現及掃描發生得足夠快，使得使用者之眼睛可將不同段整合成單個影像或一系列影像。

影像處理器630可為專用於執行本文中所描述之特徵的通用處理器及/或一或多個特定應用電路。在一個具體實例中，通用處理器可耦接至記憶體以執行致使處理器執行本文中所描述之某些程序的軟體指令。在另一具體實例中，影像處理器630可為一或多個專用於執行某些特徵的電路。雖然圖6中之影像處理器630經示出為獨立於控制器620及驅動電路644的獨立單元，但影像處理器630可為控制器620之子單元或其他具體實例中之驅動電路644。換言之，在彼等具體實例中，控制器620或驅動電路644可執行影像處理器630之各種影像處理功能。影像處理器630亦可被稱作影像處理電路。

在圖6中所示之實例中，光源642可由驅動電路644驅動，基於自控制器620或影像處理器630發送之資料或指令（例如，顯示及掃描指令）。在一個具體實例中，驅動電路644可包括電路面板，該電路面板連接至並機械保持光源642之各種光發射器。光源642可根據由控制器620設定的一或多個照明參數發射光，並可能由影像處理器630及驅動電路644進行調整。照明參數可由光源642用來產生光。照明參數可包括例如源波長、脈衝速率、脈衝振幅、光束類型（連續或脈衝）、可影響發射光之其他參數或其任一組合。在一些具體實例中，由光源642產生之源光可包括多束紅色光、綠色光及藍色光，或其任一組合。

投影機650可執行一組光學功能，諸如聚焦、組合、調節或掃描由光源642產生之影像光。在一些具體實例中，投影機650可包括組合組裝件、光調節組裝件或掃描鏡組裝件。投影機650可包括一或多個光學組件，這些光學組件以光學方式調整並可能重新定向來自光源642之光。光之調整之一個實例可包括調節光，諸如擴展、準直、校正一或多個光學誤差（例如，場曲率、色差等）、光的一些其他調整，或其任一組合。投影機650之光學組件可包括例如透鏡、鏡、光圈、光柵或其任一組合。

投影機650可經由其一或多個反射及/或折射部分來重新定向影像光，以使得影像光以某些定向朝向波導顯示器投影。影像光經重新定向朝向波導顯示器的位置可取決於一或多個反射及/或折射部分之特定定向。在一些具體實例中，投影機650包括在至少二個維度中掃描的單個掃描鏡。在其他具體實例中，投影機650可包括複數個掃描鏡，各掃描鏡在彼此正交的方向上進行掃描。投影機650可執行光柵掃描（水平或垂直）、雙共振掃描，或其任一組合。在一些具體實例中，投影器650可沿著水平及/或垂直方向執行具有特定振盪頻率的受控振動，以沿著二個維度掃描並產生呈現向使用者之眼睛呈現的媒體之二維投影影像。在其他具體實例中，投影機650可包括透鏡或稜鏡，其可服務於與一或多個掃描鏡相似或相同的功能。在一些具體實例中，影像源組裝件610可不包括投影機，其中由光源642發射之光可直接入射於波導顯示器上。

在半導體LED中，光子通常藉由主動區域（例如，一或多個半導體層）內之電子與電洞的重組以一定的內部量子效率產生，其中內部量子效率係發射光子之主動區域中輻射電子-電洞重組的比例。然後，可自LED以特定方向或在特定立體角內萃取所產生光。自LED萃取之發射光子之數目與通過LED之電子之數目之間的比率被稱為外部量子效率，其描述LED如何將注入電子轉換為自裝置萃取之光子。

外部量子效率可與注入效率、內部量子效率及萃取效率成比例。注入效率係指通過裝置的電子被注入至主動區域中的比例。萃取效率係在主動區域中產生之自裝置逸出之光子的比例。對於LED，且特定而言具有減小的實體尺寸的微型LED，改良內部及外部量子效率及/或控制發射光譜可具有挑戰性。在一些具體實例中，為了增加光萃取效率，可形成包括半導體材料層之至少一些的台面。

圖 7A說明具有垂直台面結構之LED 700之實例。LED 700可為光源510、540或642中之光發射器。LED 700可為由無機材料（諸如多層半導體材料）製成之微型LED。分層半導體發光裝置可包括多層III-V族半導體材料。III-V族半導體材料可包括一或多種III族元素（諸如，鋁（Al）、鎵（Ga）或銦（In））以及V族元素（諸如，氮（N）、磷（P）、砷（As）或銻（Sb））。當III-V族半導體材料之V族元素包括氮氣時，III-V族半導體材料被稱為III族氮化物材料。可藉由使用諸如氣相磊晶（VPE）、液相磊晶（LPE）、分子束磊晶（MBE）或金屬有機化學氣相沈積（MOCVD）的技術在基板上生長多個磊晶層來製造分層半導體發光裝置。舉例而言，半導體材料之層可逐層生長在具有特定晶格定向（例如，極性、非極性或半極性定向）之基板上，諸如GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、五倍子酸鋰、部分取代的尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之第四紀四方晶氧化物（quaternary tetragonal oxide）的基板，其中基板可沿特定方向切割以曝露特定平面作為生長表面。

在圖7A中所示出之實例中，LED 700可包括基板710，該基板可包括例如藍寶石基板或GaN基板。半導體層720可生長在基板710上。半導體層720可包括III-V族材料，諸如GaN，且可經p型摻雜（例如，經摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n型摻雜（例如，經摻雜有Si或Ge）。可在半導體層720上生長一或多個主動層730以形成主動區域。主動層730可包括III-V族材料，諸如一或多個InGaN層、一或多個AlInGaP層及/或一或多個GaN層，其可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。可在主動層730上生長半導體層740。半導體層740可包括III-V族材料，諸如GaN，且可經p型摻雜（例如，經摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n型摻雜（例如，經摻雜有Si或Ge）。半導體層720及半導體層740中之一者可為p型層，且另一者可為n型層。半導體層720及半導體層740將主動層730夾在中間以形成發光區域。舉例而言，LED 700可包括InGaN層，其位於摻雜有鎂的p型GaN層與摻雜有矽或氧的n型GaN層之間。在一些具體實例中，LED 700可包括位於摻雜鋅或鎂的p型AlInGaP層與摻雜有硒、矽或碲的n型AlInGaP層之間的一層AlInGaP。

在一些具體實例中，可生長電子阻擋層（EBL）（圖7A中未示出）以在主動層730與半導體層720或半導體層740中之至少一者之間形成一層。EBL可減少電子洩漏電流，並改良LED之效率。在一些具體實例中，諸如P ⁺或P ⁺⁺半導體層的重摻雜半導體層750可形成在半導體層740上且充當用於形成歐姆接觸並減小裝置之接觸阻抗的接觸層。在一些具體實例中，可在重摻雜半導體層750上形成導電層760。導電層760可包括例如銦錫氧化物（ITO）或Al/Ni/Au膜。在一個實例中，導電層760可包括透明ITO層。

為了與半導體層720（例如，n-GaN層）接觸並更高效地萃取自LED 700由主動層730發射之光，半導體材料層（包括重摻雜半導體層750，半導體層740，主動層730及半導體層720）可經蝕刻以曝露半導體層720並形成包括層720至760之台面結構。台面結構可將載子限制在裝置內。蝕刻台面結構可導致可與生長平面正交的台面側壁732的形成。鈍化層770可形成於台面結構之台面側壁732上。鈍化層770可包括氧化物層，諸如SiO ₂層，且可充當反射器以將發射光反射出LED 700。可包括諸如Al、Au、Ni、Ti或其任一組合的金屬層的接觸層780可形成於半導體層720上，且可充當LED 700之電極。另外，諸如Al/Ni/Au金屬層的另一接觸層790可形成於導電層760上，且可充當LED 700之另一電極。

當將電壓信號施加至接觸層780及790時，電子及電洞可重組在主動層730中，其中電子與電洞的重組可導致光子發射。發射光子之波長及能量可取決於主動層730中之價帶與導電帶之間的能帶隙。舉例而言，InGaN主動層可發射綠色光或藍色光，AlGaN主動層可發射藍色光至紫外線光，而AlInGaP主動層可發射紅色光、橙色光、黃色光或綠色光。發射光子可由鈍化層770反射且可使LED 700自頂部（例如，導電層760及接觸層790）或底部（例如，基板710）出射。

在一些具體實例中，LED 700可在發光表面（諸如基板710）上包括一或多個其他組件（諸如透鏡）以聚焦或準直發射光或將發射光耦合成波導。在一些具體實例中，LED可包括另一形狀（諸如平面、圓錐、半抛物面或抛物面）的台面，且台面之基面可為圓形、矩形、六邊形或三角形。舉例而言，LED可包括彎曲形狀的台面（例如，抛物面形狀）及/或非彎曲形狀（例如，圓錐形）。台面可經截頂或未經截頂。

圖 7B為具有抛物面台面結構之LED 705之實例的剖面視圖。與LED 700相似，LED 705可包括多層半導體材料，諸如多層III-V族半導體材料。半導體材料層可磊晶生長在基板715上，諸如GaN基板或藍寶石基板。舉例而言，半導體層725可生長在基板715上。半導體層725可包括III-V族材料，諸如GaN，且可經p型摻雜（例如，經摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n型摻雜（例如，經摻雜有Si或Ge）。一或多個主動層735可生長在半導體層725上。主動層735可包括III-V族材料，諸如一或多個InGaN層、一或多個AlInGaP層及/或一或多個GaN層，其可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井。半導體層745可生長在主動層735上。半導體層745可包括III-V族材料，諸如GaN，且可經p型摻雜（例如，經摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n型摻雜（例如，經摻雜有Si或Ge）。半導體層725及半導體層745中之一者可為p型層，且另一者可為n型層。

為了與半導體層725（例如，n型GaN層）接觸並較高效地自LED 705萃取由主動層735發射之光，半導體層可經蝕刻以曝露半導體層725並形成包括層725至745之台面結構。台面結構可將載子限制在裝置之注入區內。蝕刻台面結構可導致台面側壁（在本文中亦被稱作小面）的形成，該台面側壁可不平行於或在一些狀況下正交於與層725至745之晶體生長相關聯的生長平面。

如在圖7B中所示，LED 705可具有包括平頂之台面結構。可在台面結構之小面上形成介電層775（例如，SiO ₂或SiN）。在一些具體實例中，介電層775可包括多個介電材料層。在一些具體實例中，金屬層795可形成於介電層775上。金屬層795可包括一或多種金屬或金屬合金材料，諸如鋁（Al）、銀（Ag）、金（Au）、鉑（Pt）、鈦（Ti）、銅（Cu）或其任一組合。介電層775及金屬層795可形成台面反射器，其可將由主動層735發射之光反射朝向基板715。在一些具體實例中，台面反射器可為拋物線形的，以充當抛物面反射器，其可至少部分地準直發射光。

電觸點765及電觸點785可分別形成在半導體層745及半導體層725上，以充當電極。電觸點765及電觸點785可各自包括導電材料，諸如Al、Au、Pt、Ag、Ni、Ti、Cu或其任一組合（例如，Ag/Pt/Au或Al/Ni/Au），且可充當LED 705之電極。在圖7B中所示之實例中，電觸點785可為n型觸點，且電觸點765可為p型觸點。電觸點765及半導體層745（例如，p型半導體層）可形成用於將由主動層735發射之光往回朝向基板715反射之背向反射器。在一些具體實例中，電觸點765及金屬層795包括相同材料且可使用相同程序形成。在一些具體實例中，額外導電層（未示出）可包括作為電觸點765及785與半導體層之間的中間導電層。

當跨電觸點765及785施加電壓信號時，電子及電洞可重組在主動層735中。電子與電洞的重組可導致光子發射，因此產生光。發射光子之波長及能量可取決於主動層735中之價帶與導電帶之間的能帶隙。舉例而言，InGaN主動層可發射綠色光或藍色光，而AlInGaP主動層可發射紅色光、橙色光、黃色光或綠色光。發射光子可沿許多不同方向傳播，且可由台面反射器及/或背向反射器反射且可使LED 705自圖7B中所示之底部側（例如，基板715）出射。一或多個其他次級光學組件（諸如透鏡或光柵）可形成在發光表面（諸如基板715）上以聚焦或準直發射光或將發射光耦合至波導中。

上文所描述之LED的一維或二維陣列可製造在晶圓上以形成光源（例如，光源642）。驅動電路（例如，驅動電路644）可例如使用CMOS程序製作在矽晶圓上。晶圓上之LED及驅動電路可經切割，且然後接合在一起，或可接合在晶圓級上且然後切割。各種接合技術可用於接合LED及驅動電路，諸如黏合接合，金屬對金屬接合，金屬氧化物接合，晶圓對晶圓接合，晶粒對晶圓接合，混合接合及其類似物。

圖 8A 至圖 8D說明根據某些具體實例對LED陣列進行混合接合的方法之實例。混合接合可通常包括晶圓清潔及啟動、一個晶圓之觸點與另一晶圓之觸點的高精度對準、在室溫下晶圓之表面處之介電材料之電介質接合以及藉由在提高溫度下退火而進行的觸點的金屬接合。 圖 8A示出製造在其上的具有被動或主動電路820之基板810。如上文關於圖8A至圖8B所描述，基板810可包括例如矽晶圓。電路820可包括用於LED陣列之驅動電路。接合層可包括藉由電氣互連件822連接至電路820的介電區域840及接觸墊830。舉例而言，接觸墊830可包括Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd或其類似物。介電區域840中之介電材料可包括SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或其類似物。接合層可使用例如化學機械拋光進行平坦化及拋光，其中平坦化或拋光可導致接觸墊中之碟形變形（碗狀輪廓）。接合層之表面可藉由例如離子（例如，電漿）或快速原子（例如，Ar）光束805進行清潔及活化。活化表面可為原子級清潔且可為反應性以當例如在室溫下其與晶圓接觸時在晶圓之間形成直接接合。

圖 8B說明包括製作在其上之微型LED 870陣列的晶圓850，如上文關於例如圖7A至圖8B所描述。晶圓850可為載體晶圓，且可包括例如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或其類似物。微型LED 870可包括磊晶生長在晶圓850上之n型層、主動區域及p型層。磊晶層可包括上文所描述之各種III-V族半導體材料，且可自p型層側處理以蝕刻磊晶層中之台面結構，諸如大致上垂直結構、抛物面結構、圓錐結構或其類似物。鈍化層及/或反射層可形成在台面結構之側壁上。P觸點880及n觸點882可形成在沈積在台面結構上之介電材料層860中且可分別與p型層及n型層進行電接觸。介電材料層860中之介電材料可包括，例如，SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅，或其類似物。P觸點880及n觸點882可包括，例如，Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd，或其類似物。p觸點880、n觸點882及介電材料層860之頂面可形成接合層。接合層可使用例如化學機械拋光進行平坦化及拋光，其中拋光可導致P觸點880及n觸點882中之碟形變形。然後可藉由例如離子（例如，電漿）或快速原子（例如，Ar）光束815來清潔及活化接合層。活化表面可為原子級清潔且為反應性以當例如在室溫下其與晶圓接觸時在晶圓之間形成直接接合。

圖 8C說明在接合層中接合介電材料的室溫接合程序。舉例而言，在包括介電區域840及接觸墊830的接合層以及包括p觸點880、n觸點882及介電材料層860的接合層經表面活化之後，晶圓850及微型LED 870可顛倒並與基板810及形成在其上之電路接觸。在一些具體實例中，壓縮壓力825可施加至基板810及晶圓850，使得接合層壓抵彼此。由於表面活化及觸點中之碟形變形，介電區域840及介電材料層860可由於表面吸引力而直接接觸，且可在其之間發生反應並形成化學鍵，此係因為表面原子可具有懸鍵且可在活化之後處於不穩定能量狀態。因此，介電區域840及介電材料層860中之介電材料可在具有或無熱處理或壓力的情況下接合在一起。

圖 8D說明在接合接合層中之介電材料之後接合在接合層中之觸點的退火程序。舉例而言，接觸墊830及p觸點880或n觸點882可藉由在例如約200-400℃或更高溫度下退火而接合在一起。在退火程序期間，熱量835可導致觸點膨脹超過介電材料（由於熱膨脹係數不同），且因此可關閉觸點之間的碟形變形間隙，使得接觸墊830及p觸點880或n觸點882可接觸並可在活化表面處形成直接金屬鍵。

在一些具體實例中，其中兩個接合晶圓包括具有不同熱膨脹係數（CTE）的材料，在室溫下接合之介電材料可有助於減少或防止由不同熱膨脹引起的接觸墊錯位。在一些具體實例中，為了進一步減少或避免接觸墊在退火期間在高溫下錯位，可在微型LED之間、微型LED群組之間、藉由部分或全部基板或其類似物在接合之前形成溝槽。

在微型LED接合至驅動電路之後，可薄化或移除其上製作微型LED的基板，且可在微型LED之發光表面上製作各種次級光學組件，以例如萃取、準直及重定向自微型LED之主動區域發射之光。在一個實例中，微透鏡可形成在微型LED上，其中各微透鏡可對應於各別微型LED且可有助於改良光萃取效率並準直由微型LED發射之光。在一些具體實例中，次級光學組件可製作在微型LED之基板或n型層中。在一些具體實例中，次級光學組件可製作在沈積在微型LED之n型側上之介電層中。次級光學組件之實例可包括透鏡、光柵、抗反射（AR）鍍膜、稜鏡、光子晶體或其類似物。

圖 9根據某些具體實例說明其上製作有次級光學組件的LED陣列900之實例。LED陣列900可藉由使用上文關於例如圖8A至圖8D所描述之任何合適接合技術將LED晶圓或晶圓與包括製作在其上之電路的矽晶圓接合而製成。在圖9中所示的實例中，LED陣列900可使用上文關於圖8A至圖8D所描述之晶圓對晶圓混合接合技術進行接合。LED陣列900可包括基板910，其可為例如矽晶圓。積體電路920（諸如LED驅動電路）可製作在基板910上。積體電路920可藉由互連件922及接觸墊930連接至微型LED 970之p觸點974及n觸點972，其中接觸墊930可與p觸點974及n觸點972形成金屬鍵。基板910上之介電層940可藉由熔合接合而接合至介電層960。

LED晶片或晶圓之基板（未示出）可薄化或可移除以曝露微型LED 970之n型層950。各種次級光學組件，諸如球面微透鏡982、光柵984、微透鏡986、抗反射層988及其類似物，可形成在n型層950中或頂部上。舉例而言，可使用灰階遮罩及具有對曝露光的線性回應的光阻劑，或使用由圖案化光阻劑層之熱回流形成的蝕刻遮罩在微型LED 970之半導體材料中蝕刻球面微透鏡陣列。亦可使用類似的光微影技術或其他技術在沈積在n型層950上之介電層中蝕刻次級光學組件。舉例而言，微透鏡陣列可藉由使用二元遮罩圖案化的聚合物層之熱回流在聚合物層中形成。聚合物層中之微透鏡陣列可用作次級光學組件，或可用作蝕刻遮罩，用於將微透鏡陣列之輪廓轉印至介電層或半導體層中。舉例而言，介電層可包括SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或其類似物。在一些具體實例中，微型LED 970可具有多個對應的次級光學組件，諸如微透鏡及抗反射塗層，在半導體材料中蝕刻之微透鏡及在介電材料層中蝕刻之微透鏡、微透鏡及光柵、球面透鏡及非球面透鏡，及其類似物。圖9中說明三種不同的次級光學元件，以示出可形成在微型LED 970上之次級光學組件之一些實例，此並不一定意味著不同的次級光學組件同時用於各LED陣列。

圖 10A根據某些具體實例說明用於LED陣列之晶粒對晶圓接合的方法之實例。在圖10A中所示的實例中，LED陣列1001可包括載體基板1005上之複數個LED 1007。載體基板1005可包括各種材料，諸如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或其類似物。LED 1007可在執行接合之前藉由例如生長各種磊晶層、形成台面結構及形成電觸點或電極來製作。磊晶層可包括各種材料，諸如GaN、InGaN、(AlGaIn)P、(AlGaIn)AsP、(AlGaIn)AsN、(Eu:InGa)N、(AlGaIn)N，或其類似物，且可包括n型層、p型層及包括一或多個異質結構的主動層，諸如一或多個量子井或MQW。這些電觸點可包括各種導電材料，諸如金屬或金屬合金。

晶圓1003可包括其上製作有被動或主動積體電路（例如，驅動電路1011）之基底層1009。基底層1009可包括例如矽晶圓。驅動電路1011可用於控制LED 1007之操作。舉例而言，各LED 1007之驅動電路可包括2T1C像素結構，該2T1C像素結構具有兩個電晶體及一個電容器。晶圓1003亦可包括接合層1013。接合層1013可包括各種材料，諸如金屬、氧化物、電介質、CuSn、AuTi及其類似物。在一些具體實例中，圖案化層1015可形成在接合層1013之表面上，其中圖案化層1015可包括由導電材料製成的金屬網格，諸如Cu、Ag、Au、Al或其類似物。

LED陣列1001可經由接合層1013或圖案化層1015接合至晶圓1003。舉例而言，經圖案化層1015可包括由諸如CuSn、AuSn或奈米多孔Au的各種材料製成的金屬墊或凸塊，其可用於將LED陣列1001之LED 1007與晶圓1003上之相應驅動電路1011對準。在一個實例中，LED陣列1001可經引向晶圓1003，直至LED 1007與對應於驅動電路1011之各別金屬墊或凸塊接觸。一些或全部LED 1007可與驅動電路1011對準，且可然後藉由諸如金屬對金屬接合之各種接合技術經由經圖案化層1015接合至晶圓1003。在LED 1007已接合至晶圓1003之後，載體基板1005可自LED 1007移除。

對於高解析度微型LED顯示面板，由於微型LED陣列之間距較小且個別微型LED之尺寸較小，將驅動電路電連接至LED之電極可為有挑戰性的。舉例而言，在上文所描述之面對面接合技術中，將微型LED陣列上之接合墊與驅動電路上之接合墊精確對準並在可包括介電材料（例如，SiO ₂、SiN或SiCN）與金屬（例如，Cu、Au、Ti或Al）接合墊兩者之接合介面處形成可靠接合。特定而言，當微型LED裝置之間距約為2或3微米或更低時，接合墊之線性尺寸可小於約1 μm，以便避免與毗鄰微型LED短路，並改良介電接合之接合強度。然而，小接合墊對接合墊之間的錯位的容忍可較低，此可減小金屬接合面積，增加接觸電阻（或甚至可為開路），及/或導致金屬擴散至介電材料及半導體材料中。因此，在常規程序中，可能需要精確對準微型LED陣列之表面上之接合墊與CMOS背板之表面上之接合墊。然而，使用現有技術設備的晶粒對晶圓或晶圓對晶圓接合對準的精度可為近似約0.5 μm或約1 μm，此可不足以將小間距的微型LED陣列（例如，具有近似1 μm或更短之接合墊之線性尺寸）接合至CMOS驅動電路。

在一些實施方案中，為了避免接合之精確對準，可在磊晶層生長之後且在微型LED晶圓上形成個別微型LED之前，將微型LED晶圓接合至CMOS背板，其中可藉由兩個晶圓上之兩個固體金屬接合層之金屬對金屬接合來接合微型LED晶圓及CMOS背板。接合固體鄰接金屬接合層不需要對準。在接合之後，微型LED晶圓上之磊晶層及金屬接合層可經蝕刻以形成個別微型LED。蝕刻程序可具有高得多的對準精度，且因此可形成與下伏像素驅動電路對準的個別微型LED。

圖 10B根據某些具體實例說明用於LED陣列之晶圓對晶圓接合的方法之實例。如在圖10B中所示，第一晶圓1002可包括基板1004、第一半導體層1006、主動層1008及第二半導體層1010。基板1004可包括各種材料，諸如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si，或其類似物。第一半導體層1006、主動層1008及第二半導體層1010可包括各種半導體材料，諸如GaN、InGaN、(AlGaIn)P、(AlGaIn)AsP、(AlGaIn)AsN、(AlGaIn)Pas、(Eu:InGa)N、(AlGaIn)N，或其類似物。在一些具體實例中，第一半導體層1006可為n型層，且第二半導體層1010可為p型層。舉例而言，第一半導體層1006可為經n型摻雜GaN層（例如，經摻雜有Si或Ge），且第二半導體層1010可為經p型摻雜GaN層（例如，經摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）。舉例而言，主動層1008可包括一或多個GaN層、一或多個InGaN層、一或多個AlInGaP層及其類似物，其可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。

在一些具體實例中，第一晶圓1002亦可包括接合層。接合層1012可包括各種材料，諸如金屬、氧化物、電介質、CuSn、AuTi或其類似物。在一個實例中，接合層1012可包括p型觸點及/或n型觸點（未示出）。在一些具體實例中，其他層亦可包括在第一晶圓1002上，諸如介於基板1004與第一半導體層1006之間的緩衝層。緩衝層可包括各種材料，諸如多晶GaN或AlN。在一些具體實例中，接觸層可介於第二半導體層1010與接合層1012之間。接觸層可包括任何合適材料，用於向第二半導體層1010及/或第一半導體層1006提供電觸點。

第一晶圓1002可經由接合層1013及/或接合層1012接合至包括如上文所描述之驅動電路1011及接合層1013的晶圓1003。接合層1012及接合層1013可由相同材料或不同材料製成。接合層1013及接合層1012可為實質上扁平的。第一晶圓1002可藉由各種方法接合至晶圓1003，諸如金屬對金屬接合、共晶接合、金屬氧化物接合、陽極接合、熱壓縮接合、紫外線（UV）接合及/或熔接接合。

如在圖10B中所示，第一晶圓1002可藉助第一晶圓1002之面向下（亦即，朝向晶圓1003）之p側（例如，第二半導體層1010）接合至晶圓1003。在接合之後，基板1004可自第一晶圓1002移除，且第一晶圓1002隨後可自n側進行處理。舉例而言，該處理可包括為單個LED形成某些台面形狀，以及形成對應於個別LED的光學組件。

圖 11A 至圖 11F說明使用無對準金屬對金屬接合及接合後台面形成程序來製作微型LED裝置之方法之實例。 圖 11A示出包括生長在基板1110上之磊晶層的微型LED晶圓1102。如上文所描述，舉例而言，基板1110可包括GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、五倍子酸鋰、部分取代的尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之第四紀四方晶氧化物的基板，其中基板可沿特定方向切割以曝露特定平面（例如，c平面或半極性平面）作為生長表面。在一些具體實例中，緩衝層1112可形成在基板1110上，以改良生長基板與磊晶層之間的晶格匹配，從而減少磊晶層中之應力及缺陷。磊晶層可包括n型半導體層1114（例如，摻雜有Si或Ge之GaN層）、主動區域1116及p型半導體層1118（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be之GaN層）。如上文所描述，主動區域1116可包括多個量子井或由夾在阻擋層（例如GaN層）之間的量子井層（例如InGaN層）形成的MQW。磊晶層可使用諸如VPE、LPE、MBE或MOCVD的技術在基板1110或緩衝層1112上逐層生長。

在磊晶生長程序中，用於摻雜p型半導體層之摻雜劑（例如，Mg）（例如，摻雜Mg的GaN層）可在將Mg前驅物引入至反應器中之後保留在反應器中及/或磊晶表面上。舉例而言，用於Mg摻雜的源（例如，雙（環戊二烯基）鎂（Cp ₂Mg））可被吸附至反應器管線及壁上，且可在隨後程序中以氣相釋放。由於在p-GaN層之表面上形成的富Mg層，表面騎行效應亦可對殘留Mg有貢獻。因此，若在用Mg摻雜劑生長p-GaN層之後，在富含Mg的p-GaN層上生長量子井層，則甚至在關閉Mg源之後，量子井層亦可被Mg摻雜劑污染，此可被稱為Mg記憶效應，且可表現為Mg在後續磊晶層中之緩慢衰變尾部。Mg可污染MQW層以形成非輻射複合中心，該非輻射複合中心由例如Mg相關的點缺陷、Mg間隙或Mg相關的複合物引起。

另外，對於使用例如MOCVD形成之p型GaN層，在Mg-H複合物之生長及形成期間，摻雜劑（例如，Mg）可由於併入原子氫（以H ⁺的形式存在）而被鈍化。因此，通常執行摻雜劑之後生長活化以釋放移動電洞。p-GaN層中摻雜劑的活化可包括斷開Mg-H鍵並在高溫（例如，700℃以上）下將H ⁺自p-GaN層驅動出以活化Mg摻雜劑。p-GaN層中之Mg摻雜劑的不充分活化可導致LED裝置的開路、效能不佳或過早擊穿崩潰。若在生長主動區及n型層之前生長p型GaN層，則為了驅除氫，帶正電荷的H ⁺離子需要跨p-n接面擴散並穿過曝露的n-GaN層。然而，由於p-n接面中之空乏場（具有自n型層至p型層的方向），帶正電荷的H ⁺離子可不能跨p-n接面自p型層擴散至n型層。此外，與p型GaN相比，氫在n型GaN中可具有高得多的擴散障壁，且從而具有低得多的擴散率。因此，氫離子可不會穿過n型層擴散至n型層之曝露頂面。此外，活化可不在p摻雜之後且主動區域生長之前立即執行，此係因為隨後生長可在存在高壓氨（NH ₃）的情況下執行以便避免GaN在高生長溫度下分解，且因此經活化的半導體層（例如，p型半導體層）可由於氨的存在而被重新鈍化。

因此，一般而言，在磊晶層之生長期間，可首先生長n型半導體層1114。p型半導體層1118可在生長主動區域1116之後生長，以避免污染主動區域1116並促進p型半導體層中摻雜劑的活化。

圖 11B示出形成在p型半導體層1118上之反射器層1120及接合層1122。反射器層1120可包括例如金屬層，諸如鋁層、銀層或金屬合金層。在一些具體實例中，反射器層1120可包括由導電材料（例如，半導體材料或導電氧化物）形成之分佈式布拉格反射器，或包括導電通孔。在一些具體實例中，反射器層1120可包括一或多個子層。反射器層1120可在沈積程序中形成在p型半導體層1118上。接合層1122可包括金屬層，諸如鈦層、銅層、鋁層、金層或金屬合金層。在一些具體實例中，接合層1122可包括共晶合金，諸如Au-In、Au-Sn、Au-Ge或Ag-In。接合層1122可藉由沈積程序形成在反射器層1120上，且可包括一或多個子層。

圖 11C示出背板晶圓1104，其包括其上形成有電路之基板1130。該電路可包括用於驅動個別微型LED之數位及類比像素驅動電路。複數個金屬墊1134（例如，銅或鎢墊）可形成在介電層1132（例如，包括SiO ₂或SiN）。在一些具體實例中，各金屬墊1134可為微型LED之電極（例如，陽極或陰極）。在一些具體實例中，各微型LED之像素驅動電路可形成在與微型LED之大小匹配的區中（例如，約2 μm × 2 μm），其中像素驅動電路及微型LED可共同形成微型LED顯示面板之像素。儘管圖11C僅示出在一個介電層1132中之一個金屬層中形成的金屬墊1134，背板晶圓1104可包括在介電材料中形成之兩個或多於兩個金屬層，且藉由例如金屬通孔互連，如在許多CMOS積體電路中。在一些具體實例中，可執行平坦化程序，諸如CMP程序，以平坦化金屬墊1134及介電層1132之曝露表面。接合層1140可形成在介電層1132上，且可與金屬墊1134實體及電接觸。作為接合層1122，接合層1140可包括金屬層，例如鈦層、銅層、鋁層、金層、金屬合金層或其組合。在一些具體實例中，接合層1140可包括共晶合金。在一些具體實例中，可僅使用接合層1140或接合層1122中之一者。

圖 11D示出微型LED晶圓1102及背板晶圓1104可接合在一起以形成晶圓堆疊1106。微型LED晶圓1102及背板晶圓1104可藉由接合層1122及接合層1140的金屬對金屬接合來接合。金屬對金屬接合可基於金屬接合層之表面處的金屬原子之間的化學鍵。舉例而言，金屬對金屬接合可包括熱壓接合、共晶接合或瞬時液相（transient liquid phase；TLP）接合。舉例而言，金屬對金屬接合程序可包括表面平坦化、在室溫下之晶圓清潔（例如，使用電漿或溶劑）、以及在高溫下（諸如，約250℃或更高）下的壓縮及退火，以引起原子擴散。在共晶接合中，包括兩個或多於兩個金屬且共晶點低於兩個或多於兩個金屬之熔點的共晶合金可用於低溫晶圓接合。因為共晶合金在升高溫度下變成液體，所以共晶接合可能對表面平整度不規則、刮痕、粒子污染及其類似物不太敏感。在接合之後，緩衝層1112及基板1110可藉由例如蝕刻、背面研磨或雷射提昇進行薄化或移除，以曝露n型半導體層1114。

圖 11E示出可自曝露的n型半導體層1114之側蝕刻晶圓堆疊1106，以形成用於個別微型LED之台面結構1108。如在圖11E中所示，蝕刻可包括蝕刻穿過n型半導體層1114、主動區域1116、p型半導體層1118、反射器層1120以及接合層1122及1140，以便單粒化及電隔離台面結構1108。因此，各經單粒化台面結構1108可包括n型半導體層1114、主動區域1116、p型半導體層1118、反射器層1120以及接合層1122及1140。為了執行蝕刻，可在n型半導體層1114上形成蝕刻遮罩層。可藉由將光遮罩與背板晶圓對準（例如，使用背板晶圓1104上之對準標記）來圖案化蝕刻遮罩層，使得在蝕刻遮罩層中形成之圖案化蝕刻遮罩可與金屬墊1134對準。因此，金屬墊1134上面的磊晶層及接合層之區域可未經蝕刻。介電層1132可用作蝕刻的蝕刻停止層。儘管圖11E示出台面結構1108具有實質上垂直側壁，但台面結構1108可具有如上文所描述之其他形狀，諸如圓錐形、拋物線形或截角錐形。

圖 11F示出鈍化層1150可形成在台面結構1108之側壁上，且側壁反射器層1152可形成在鈍化層1150上。鈍化層1150可包括介電層（例如，SiO ₂、SiN或Al ₂O ₃）或無摻雜半導體層。側壁反射器層1152可包括例如金屬（例如，Al）或金屬合金。在一些具體實例中，台面結構1108之間的間隙可用介電材料1154及/或金屬填充。鈍化層1150、側壁反射器層1152及/或介電材料1154可使用合適的沈積技術形成，諸如化學氣相沈積（CVD）、物理氣相沈積（PVD）、電漿增強化學氣相沈積（PECVD）、原子層沈積（ALD）、雷射金屬沈積（LMD）或濺射。在一些具體實例中，側壁反射器層1152可填充台面結構1108之間的間隙。在一些具體實例中，可在沈積鈍化層1150、側壁反射器層1152及/或介電材料1154之後執行平坦化程序。可在n型半導體層1114上形成共電極層1160，諸如透明導電氧化物（transparent conductive oxide；TCO）層（例如，ITO層）或對主動區域1116中發射之光透明的薄金屬層，以形成微型LED的n觸點及共陰極。

圖 12A說明使用圖11A至圖11F所示之程序製作的微型LED裝置1200之實例。圖12A中示出微型LED裝置1200的剖面圖。在所說明實例中，微型LED裝置1200可包括接合至或以其他方式形成在背板晶圓1210上之微型LED陣列。背板晶圓1210可包括基板（例如，矽基板），該基板包括形成在其上之像素驅動電路。像素驅動電路可包括CMOS電路，諸如CMOS電晶體。背板晶圓1210亦可包括一或多個介電層（例如，SiO ₂層）及形成在其中之金屬互連，諸如金屬（例如，銅或鎢）互連或插塞。一或多個蝕刻停止層可介於兩個或多於兩個介電層之間，使得蝕刻介電層以在介電層中形成金屬互連可不會蝕刻至另一介電層或形成在另一介電層中之金屬互連中。

包括基板及磊晶層堆疊之微型LED晶圓可藉由接合層1212（其可包括接合層1122及1140）接合至背板晶圓1210。在接合之後，可移除微型LED晶圓之基板以曝露磊晶層堆疊，且可將磊晶層堆疊向下蝕刻至接合層1212以形成微型LED陣列。接合層1212可經蝕刻以形成用於微型LED陣列的個別電極。微型LED陣列之各微型LED可包括台面結構，該台面結構包括反射器層1214（例如，包括諸如Al、Ag、Ni、Au或Cu，及/或ITO層之反射器金屬）、p型半導體層1216（例如，p-GaN層）、主動區域1218（例如，包括MQW）及n型半導體層1220（例如，n-GaN層）。n型半導體層1220可比主動區域1218及p型半導體層1216厚得多。鈍化層1222可沈積在台面結構之側壁上，以電隔離台面結構。反射材料層1224（例如，Al、Cu或Au）可形成在鈍化層1222上，以形成光學隔離個別微型LED之側壁反射器。介電材料1226（例如，氧化矽或氮化矽）及/或金屬材料（例如，W、Al、Au或Cu）可沈積在台面結構之間的區域中。在蝕刻之前或沈積介電材料1226之後，可在台面結構上形成n接觸層1230（例如，透明導電層，諸如ITO層）。

由於台面結構係藉由將微型LED晶圓接合至背板晶圓1210、移除微型LED晶圓之基板以曝露n型半導體層1220，及自n型半導體層1220之側進行蝕刻而形成，因此各台面結構可具有相對於z方向向內傾斜之台面側壁，如在所說明實例中所示。在主動區域1218中發射之光可直接穿過n型半導體層1220及n接觸層1230出射台面結構，或可由反射體層1214及/或反射材料層1224反射，且然後藉由n型半導體層1220及n接觸層1230出射台面結構。一些光可藉由全內反射及/或菲涅耳反射由微型LED之發光表面反射回至台面結構（例如，在n接觸層1230與空氣之間的介面處）。一些反射回至台面結構之光可被台面結構捕獲並可最終被吸收。其上形成有反射材料層1224之向內傾斜台面側壁及n型半導體層1220之高厚度可導致大部分發射光被捕獲在台面結構中。因此，自微型LED萃取主動區域1218中發射之光的效率可較低。

圖 12B說明使用上文關於圖8A至圖8D所描述之方法製作的微型LED裝置1202之實例。圖12B中示出微型LED裝置1202的剖面圖。在所說明實例中，微型LED裝置1202可包括接合至背板晶圓1250之微型LED陣列。背板晶圓1250可包括基板（例如，矽基板），該基板包括形成在其上之像素驅動電路。像素驅動電路可包括CMOS電路，諸如CMOS電晶體。背板晶圓1250亦可包括一或多個介電層1255（例如，SiO ₂層）及形成在其中之金屬互連1252，諸如金屬（例如，銅鎢）互連或插塞。

微型LED陣列可製作在包括基板及磊晶層堆疊之微型LED晶圓上，且然後可藉由介電層1255及金屬互連1252接合至背板晶圓1210。磊晶層堆疊可包括生長在基板上之n型半導體層1260（例如，n-GaN層）、生長在n型半導體層1260上之主動區域1258（例如，包括MQW）及生長在主動區域1258上之p型半導體層1256（例如，p-GaN層）。可藉由自p型半導體層1256之側蝕刻磊晶堆疊以形成台面結構陣列，在台面結構之側壁上沈積鈍化層1262以電隔離台面結構，在鈍化層1262上沈積金屬反射層1264以光學隔離個別微型LED，在台面結構之間的區域中沈積介電材料1266（例如，氧化矽或氮化矽），及在各台面結構之p型半導體層1256上形成p觸點1254來製作微型LED陣列。p觸點1254可包括例如ITO層及/或反射層，該反射層包括Al、Ag、Ni、Au、Cu或其組合。當微型LED晶圓例如藉由混合接合來接合至背板晶圓1250時，p觸點1254可接合至金屬互連1252。在接合以形成圖12B中所示之微型LED裝置1202之後，可移除微型LED晶圓之基板。

由於台面結構係藉由自p型半導體層1256之側蝕刻形成，因此微型LED裝置1202中之各台面結構在p型半導體層1256之側處可具有較小面積，而在n型半導體層1260之側處可具有較大面積。因此，在p型半導體層1256靠近於背板晶圓1250的情況下將微型LED晶圓接合至背板晶圓1250並移除微型LED晶圓之基板之後，各台面結構可具有相對於z方向向外傾斜之台面側壁，如在所說明實例中所示。因此，與圖12A中所示之實例相比，自微型LED萃取主動區域1258中發射之光的效率可較高。然而，如上文所描述，當微型LED晶圓上之微型LED的間距較小時，可難以將背板晶圓與包括經單粒化微型LED之微型LED晶圓精確對準及接合。

根據某些具體實例，使用上文關於圖11A至圖11F所描述之程序製作的微型LED裝置（例如，微型LED裝置1200）中具有向內傾斜之台面側壁的台面結構可經修改以具有向外傾斜之側壁及在向外傾斜之側壁上之反射層。舉例而言，鈍化層可形成在向內傾斜之台面側壁上，介電材料可沈積在鈍化層上及台面結構之間的區域中，環繞各台面結構之介電材料可經蝕刻以形成環繞台面結構並具有向外傾斜之側壁的空腔，反射層可形成在空腔之向外傾斜之側壁上，且在一些具體實例中，高折射率材料（例如，具有匹配或大於磊晶層之折射率的折射率）可沈積至空腔中及反射層上，以環繞台面結構。因此，經蝕刻台面結構可經修改以包括初始經蝕刻台面結構、鈍化層、環繞初始經蝕刻台面結構之高折射率材料，及環繞高折射率材料之反射層。因此，微型LED之經修改台面結構可具有向外傾斜之側壁，其中反射層形成在該側壁上，且在微型LED之發光側處可具有較大光圈。如此，可改良微型LED之光萃取效率。在一些具體實例中，介電材料可經蝕刻以形成具有特定形狀的空腔，使得在空腔之側壁（例如，在蝕刻之後的介電材料之表面）上形成的反射層可形成用於光束整形及/或偏轉的各種光學裝置，諸如用於光束準直之複合抛物面聚光器（CPC）或用於光束偏轉之光束偏轉器。

圖 13A 至圖 13M說明根據某些具體實例之製作微型LED裝置之程序之實例。 圖 13A示出包括背板晶圓1310之晶圓堆疊1300，背板晶圓1310在無對準接合程序中接合至微型LED晶圓，其中微型LED晶圓之基板可在接合之後被移除。晶圓堆疊1300可類似於晶圓堆疊1106，且可如上文於圖11A至圖11D所描述製作。在所說明實例中，晶圓堆疊1300可包括背板晶圓1310、接合金屬層1312（例如，包括Ti）、背向反射器層1314（例如，包括反射金屬層及/或ITO層）、p型半導體層1316（例如，p摻雜GaN層）、主動層1318（例如，包括MQW）及n型半導體層1320（例如，n摻雜GaN層）。

圖 13B示出晶圓堆疊1300可如上文關於圖11E所描述蝕刻，以形成個別台面結構1302。當自頂部（沿-z方向）觀看時，各台面結構1302可具有圓形、橢圓形、正方形、矩形、六邊形或另一多邊形的形狀。由於自n型半導體層1320之側蝕刻晶圓堆疊1300，因此p型半導體層1316處之各台面結構1302的面積可大於n型半導體層1320處之各台面結構1302的面積。因此，各台面結構1302之側壁可相對於z方向向內傾斜，如在圖13B中所示。

圖 13C示出鈍化層1322可共形地沈積在台面結構1302上。鈍化層1322可包括例如Al ₂O ₃，且可沈積在台面結構1302之側壁及頂面以及台面結構1302之間的區域上。在一個實例中，鈍化層1322可使用ALD沈積在台面結構1302上。鈍化層1322可電隔離毗鄰台面結構中之半導體材料，且可對主動層1318中發射之光透明。

圖 13D示出介電材料1324（例如，SiO ₂）可沈積在鈍化層1322上，且可填充台面結構1302之間的區域。可使用（例如）CMP程序來平坦化沈積介電材料1324，以形成平頂面。在一些具體實例中，介電材料1324之頂面可與鈍化層1322之頂面對準。在一些具體實例中，介電材料1324之頂面可高於鈍化層1322之頂面。

圖 13E 及圖 13F示出可在介電材料1324之平頂面上形成圖案化遮罩層1326。圖13E為具有圖案化遮罩層1326之結構的剖面圖，且圖13F為該結構的俯視圖。經圖案化遮罩層1326可藉由塗覆遮罩層並使用例如光微影或電子束微影技術圖案化該遮罩層來形成。在一些具體實例中，圖案化遮罩層1326之特徵可具有期望傾斜角的錐形側壁。

圖 13G 及圖 13H示出可使用圖案化遮罩層1326蝕刻介電材料1324。圖13G為在蝕刻之後形成的結構的剖面圖，且圖13H為該結構的俯視圖。由於圖案化遮罩層1326的特徵可具有錐形側壁及/或介電材料1324可使用傾斜蝕刻程序（例如，使用傾斜離子束）來蝕刻，因此在介電材料1324藉由蝕刻程序移除的區域中形成的空腔1328可具有錐形形狀，其中側壁相對於z方向向外傾斜。

圖 13I 及圖 13J示出可移除經圖案化遮罩層1326，且可在介電材料1324之表面上形成反射金屬層1330。圖13I為所形成之結構的剖面圖，且圖13J為該結構的俯視圖。反射金屬層1330可包括例如Al。因為形成在介電材料層1324中並環繞台面結構的空腔1328具有相對於z方向向外傾斜之側壁，所以環繞台面結構之反射金屬層1330可形成凹形反射器。在介電材料1324之頂面高於鈍化層1322之頂面的具體實例中，在介電材料1324之表面上形成的反射金屬層1330可包括在z方向上高於鈍化層1322之頂面的部分。

圖 13K 及圖 13L示出高折射率材料1332可沈積至空腔1328中。圖13K為所形成之結構的剖面圖，且圖13L為所形成結構的俯視圖。高折射率材料1332可包括例如介電材料（例如，TiO ₂、ZrO ₂、HfO ₂、Ta ₂O ₅、WO ₃、Nb ₂O ₅、Si ₃N ₄、TiN、ZrN，或HfN）或半導體材料（例如，GaN或SiC）。高折射率材料1332對於可見光可具有大於例如約1.75的折射率。在一些具體實例中，高折射率材料1332對於可見光可具有等於或大於台面結構之磊晶層之折射率的折射率。高折射率材料1332可沈積在圖13I中所示之結構上，且然後可使用例如CMP進行平坦化。沈積的高折射率材料1332可具有接觸反射金屬層1330的向外傾斜之外側壁。如在圖13K中所示，各微型LED之經修改台面結構可包括在磊晶層、鈍化層1322、高折射率材料1332及反射金屬層1330中形成初始台面結構，且可具有如微型LED裝置1202中之向外傾斜之側壁。

圖 13M示出台面結構之頂部上之鈍化層1322可經移除以曝露n型半導體層1320，且透明導電層1334可沈積在曝露n型半導體層1320及高折射率材料1332上以形成微型LED之共陰極。可選地，微透鏡陣列1336可形成在沈積在透明導電層1334上之介電材料層（例如，SiN）中。微透鏡陣列1336可用於萃取及準直由微型LED發射之光。各微透鏡1336之寬度可小於或等於微型LED之間距。

圖 14A說明使用上文參考圖11A至圖11F所描述之程序製作的微型LED裝置的模擬模型1400之實例。模擬模型1400中不同的灰度色調指示不同材料的不同折射率。模擬模型1400中所示之微型LED裝置可包括類似於圖12A中所示之微型LED的微型LED 1410，且亦可包括形成在微型LED 1410上之SiN微透鏡1420。在圖14A中所說明實例中，背向反射器層及p觸點（例如，反射器層1214）可包括鋁層及ITO層，p型半導體層（例如，p型半導體層1216）及n型半導體層（例如，n型半導體層1220）可包括GaN，n觸點（例如，n接觸層1230）可包括ITO，鈍化層（例如，鈍化層1222）可包括Al ₂O ₃，側壁反射器（例如，反射材料層1224）可包括鋁，且台面結構之間的區域中之介電材料（例如，介電材料1226）可包括SiO ₂。

圖 14B包括說明使用圖14A之模擬模型1400的模擬結果的圖1430。圖14B示出對於不同波長在不同光發射角度下發射光的功率。模擬結果示出，所有發射角度中之光的總光萃取效率可為約22%，且發射角在±18.5°範圍內之光的總光萃取效率可為約3.13%。

圖 14C說明使用上文關於圖13A至圖13M所描述之方法製作的微型LED裝置之模擬模型1402之實例。模擬模型1402中之不同灰度色調指示不同材料的不同折射率。模擬模型1402中之微型LED裝置可包括可類似於圖13M中所示之微型LED的微型LED 1412，且亦可包括形成在微型LED 1412上之SiN微透鏡1422。在圖14C中所說明實例中，背向反射器層及p觸點（例如，背向反射器層1314）可包括鋁層及ITO層，p型半導體層（例如，p型半導體層1316）及n型半導體層（例如，n型半導體層1320）可包括GaN，n觸點（例如，透明導電層1334）可包括ITO，鈍化層（例如，鈍化層1322）可包括Al ₂O ₃，毗鄰於鈍化層之高折射率材料（例如，高折射率材料1332）可包括折射率匹配或大於GaN之折射率的材料，且側壁反射器（例如，反射金屬層1330）可包括鋁且可具有凹形形狀，其中側壁在z方向上向外傾斜。

圖 14D包括說明使用圖14C之模擬模型之模擬結果的圖1432。圖14D示出對於不同波長在不同光發射角度下發射之光的功率。圖14D示出與模擬模型1400中所示之微型LED相比，模擬模型1402中所示之微型LED對於波長大約為530 nm的光在小發射角下可具有高得多的強度。所有發射角度中之光的總光萃取效率可為約31.3%，且發射角度在±18.5°範圍內之光的總光萃取效率可為約4.41%，此比模擬模型1400中所示之微型LED之3.13%光萃取效率高約40%。

圖 15A說明根據某些具體實例的共陰極GaN基微型LED裝置1500之實例。微型LED裝置1500可包括形成在背板晶圓1510上之微型LED陣列。背板晶圓1510可包括基板（例如，矽基板），該基板包括形成在其上之像素驅動電路。像素驅動電路可包括CMOS電路，諸如CMOS電晶體。背板晶圓1510亦可包括一或多個介電層（例如，SiO ₂層）及形成在其中之金屬互連，諸如金屬（例如，銅或鎢）互連或插塞。

包括基板及磊晶層堆疊之微型LED晶圓可藉由接合層1512接合至背板晶圓1510。在接合之後，微型LED晶圓之基板可經移除以曝露n型半導體層1520，且磊晶層堆疊可自n型半導體層1520之側向下蝕刻至接合層1512。接合層1512可經蝕刻以形成用於微型LED陣列的個別電極。微型LED陣列之各微型LED可包括蝕刻台面結構，該蝕刻台面結構包括背向反射器層1514（例如，包括諸如Al、Ag、Ni、Au或Cu，及/或ITO層之反射器金屬）、p型半導體層1516（例如，p-GaN層）、主動層1518（例如，包括MQW）、n型半導體層1520（例如，n-GaN層）。n型半導體層1520可比主動層1518及p型半導體層1516厚得多。鈍化層1522可沈積在台面結構之側壁（及頂面）上，以電隔離台面結構。介電材料1524（例如，氧化矽或氮化矽）及/或金屬材料（例如，W、Al、Au或Cu）可沈積在台面結構之間的區域中。

環繞台面結構之磊晶層的介電材料1524區域可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以形成環繞台面結構之空腔1528。第二介電層1526可形成在介電材料1524上，且可經圖案化。在一些具體實例中，第二介電層1526可沈積在介電材料1524上，且可在介電材料1524經蝕刻之前經蝕刻。反射金屬層1530可沈積在介電材料1524及第二介電層1526之曝露表面上。如在圖15A中所示，反射金屬層1530之頂部在z方向上可高於台面結構。各台面結構中之n型半導體層1520之頂部上之鈍化層1522之中心區域可經移除以曝露n型半導體層1520，且透明導電層1532（例如，可用作n接觸層之ITO層）可形成在曝露的n型半導體層1520及鈍化層1522上。

沈積在介電材料1524及第二介電層1526之曝露表面上之反射金屬層1530可形成複合抛物面聚光器（CPC）。CPC可準直由主動層1518發射之光，使得由主動層1518發射並自微型LED裝置1500耦合出之更多的光可具有在約±18.5°範圍內之發射角。因此，可不需要微透鏡（例如，微透鏡1336）。

在一些具體實例中，例如，在形成透明導電層1532之前，高折射率材料（例如，高折射率材料1332，圖15A中未示出）可沈積在環繞台面結構之磊晶層的空腔1528中。在將高折射率材料沈積在空腔1528中之後，各台面結構中之n型半導體層1520之頂部上之鈍化層1522之中心區域可經移除以曝露n型半導體層1520，且透明導電層1532（例如，其可用作n觸點）可形成在曝露的n型半導體層1520、鈍化層1522及高折射率材料上。

圖 15B說明根據某些具體實例的共陰極GaN基微型LED裝置1502之另一實例。微型LED裝置1502可類似於微型LED裝置1500，且可包括背板晶圓1510及台面結構，台面結構各自包括接合層1512、背向反射器層1514、p型半導體層1516、主動層1518、n型半導體層1520。鈍化層1522可形成在台面結構之側壁及頂面上。厚介電材料層1540可沈積在台面結構之間的區域中及台面結構之頂部上，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除在台面結構上面及周圍區域中之介電材料，以形成環繞台面結構之空腔1545。第二介電層1542可形成在介電材料層1540上，且可經圖案化。在一些具體實例中，第二介電層1542可沈積在介電材料層1540上，且可在介電材料層1540經蝕刻之前經蝕刻。反射金屬層1544可沈積在介電材料層1540及第二介電層1542之曝露表面上。各台面結構中之n型半導體層1520之頂部上之鈍化層1522之中心區域可經移除以曝露n型半導體層1520，且透明導電層1546（例如，其可用作n觸點）可形成在曝露的n型半導體層1520及鈍化層1522上。

沈積在介電材料層1540及第二介電層1542之曝露表面上之反射金屬層1544可形成側壁比微型LED裝置1500之CPC之側壁高得多的CPC。因此，微型LED裝置1502之CPC可比微型LED裝置1500之CPC更好地準直主動層1518中發射之光。因此，在主動層1518中發射並自微型LED裝置1502耦合出之更多的光可具有約±18.5°範圍內之發射角，而無需使用微透鏡（例如，微透鏡1336）。

在一些具體實例中，高折射率材料（例如，高折射率材料1332，圖15B中未示出）可在形成透明導電層1546之前沈積在空腔1545中。在將高折射率材料沈積在空腔1545中之後，各台面結構中之n型半導體層1520之頂部上之鈍化層1522之中心區域可經移除以曝露n型半導體層1520，且透明導電層1546（例如，其可用作n觸點）可形成在曝露的n型半導體層1520、鈍化層1522及高折射率材料上。

圖 16A說明根據某些具體實例的微型LED裝置1600之實例。微型LED裝置1600可類似於圖13M中所示之微型LED裝置，但可具有環繞台面結構之磊晶層的不對稱高折射率材料區域。在所說明實例中，微型LED裝置1600可包括背板晶圓1610及台面結構，各台面結構包括金屬接合層1612、背向反射器層1614、p型半導體層1616、主動層1618、n型半導體層1620及鈍化層1622。介電材料層1624可沈積在鈍化層1622上及台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之磊晶層之區域中之介電材料，從而形成環繞台面結構之磊晶層的空腔。可選擇蝕刻遮罩及蝕刻程序，使得環繞台面結構之介電材料層1624可經不對稱地蝕刻，以形成相對於經蝕刻台面結構之中心不對稱的空腔。反射金屬層1626可沈積在介電材料層1624之曝露表面上，且由於空腔之不對稱形狀，可相對於蝕刻台面結構之中心具有不對稱形狀。高折射率材料1628可沈積在環繞台面結構之空腔中。高折射率材料1628可包括例如介電材料（例如，TiO ₂、ZrO ₂、HfO ₂、Ta ₂O ₅、WO ₃、Nb ₂O ₅、Si ₃N ₄、TiN、ZrN或HfN）或半導體材料（例如GaN或SiC）。在一些具體實例中，高折射率材料1628對於可見光可具有等於或大於台面結構之磊晶層之折射率的折射率。由於空腔之不對稱形狀，所沈積高折射率材料1628之區域可相對於經蝕刻台面結構之中心不對稱。各台面結構中之n型半導體層1620之頂部上之鈍化層1622之中心區域可經蝕刻以曝露n型半導體層1620，且透明導電層1630（例如，共同陰極）可形成在曝露的n型半導體層1620、鈍化層1622及高折射率材料1628上。由於其不對稱的形狀，反射金屬層1626可不對稱地偏轉在主動區中發射之光，使得由微型LED發射之光束之主光線可在不同於表面法線方向（例如，z方向）的方向上。

圖 16B說明根據某些具體實例的微型LED裝置1602之另一實例。微型LED裝置1602可包括背板晶圓1610及台面結構，這些台面結構各自包括金屬接合層1612、背向反射器層1614、p型半導體層1616、主動層1618、n型半導體層1620及鈍化層1622。介電材料層1624可沈積在鈍化層1622上及台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之區域中之介電材料，並形成環繞台面結構之空腔。第二介電層1640可形成在介電材料層1624上，且可如圖16B中所示經圖案化。在一些具體實例中，第二介電層1640可沈積在介電材料層1624上，且在介電材料層1624經蝕刻之前經蝕刻。第二介電層1640可包括相對於蝕刻台面結構之中心不對稱的圖案。反射金屬層1642可沈積在介電材料層1624及第二介電層1640之曝露表面上。高折射率材料1644可沈積在環繞台面結構之空腔中。各台面結構中之n型半導體層1620之頂部上之鈍化層1622之中心區域可經蝕刻以曝露n型半導體層1620，且透明導電層1646（例如，其可用作n觸點）可形成在經曝露n型半導體層1620及鈍化層1622上。如在圖16B中所示，第二介電層1640可相對於各台面結構不對稱地圖案化，且因此反射金屬層1642之側壁可具有不對稱形狀。因此，光可被反射金屬層1642不對稱地反射，使得自微型LED發射之光束的主光線角度可不在微型LED裝置1602之表面法線方向（例如，z方向）上。

圖 16C說明根據某些具體實例的微型LED裝置1604之另一實例。微型LED裝置1604可類似於圖16A中所示之微型LED裝置1600，但環繞微型LED裝置1604中之台面結構之磊晶層的高折射率材料區域可在拋物線形反射材料層上具有拋物線形外側壁。在所說明實例中，微型LED裝置1604可包括背板晶圓1610及台面結構，這些台面結構各自包括金屬接合層1612、背向反射器層1614、p型半導體層1616、主動層1618、n型半導體層1620及鈍化層1622。介電材料層1624可沈積在鈍化層1622上及台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之磊晶層之區域中之介電材料，從而形成環繞台面結構之磊晶層的空腔。可選擇蝕刻遮罩及蝕刻程序，使得環繞台面結構之介電材料層1624可經蝕刻，以形成具有拋物線形側壁之空腔。舉例而言，介電材料層1624可使用濕式蝕刻程序來蝕刻，以形成具有拋物線形側壁之空腔。反射金屬層1650可沈積在介電材料層1624之曝露表面上，且因此可在空腔之拋物線形側壁處形成拋物線形反射器。高折射率材料1652可沈積在環繞台面結構之空腔中。高折射率材料1652可包括例如介電材料（例如，TiO ₂、ZrO ₂、HfO ₂、Ta ₂O ₅、WO ₃、Nb ₂O ₅、Si ₃N ₄、TiN、ZrN或HfN）或半導體材料（例如GaN或SiC）。在一些具體實例中，高折射率材料1652對於可見光可具有等於或大於台面結構之磊晶層之折射率的折射率。儘管圖16C中未示出，各台面結構中之n型半導體層1620之頂部上之鈍化層1622之中心區域可經蝕刻以曝露n型半導體層1620，且透明導電層（例如，ITO層）可形成在曝露的n型半導體層1620、鈍化層1622及高折射率材料1652上。在微型LED裝置1604中，各台面結構中之主動層1618可位於由反射金屬層1650形成之對應拋物線形反射器之焦點處，且因此拋物線形反射器可準直主動層1618中發射之光。入射在空氣與高折射率材料1652（或透明導電層）之間的介面上之準直光可具有較小入射角，且因此可由於TIR而不會被反射回。因此，可改良微型LED裝置1604中之微型LED的光萃取效率。在微型LED裝置1604中，可不使用微透鏡陣列，此係因為主動層1618中發射之光可已經拋物線形反射器準直。

圖 16D說明根據某些具體實例的微型LED裝置1606之另一實例。微型LED裝置1606可類似於圖13M中所示之微型LED裝置，但高折射率材料區域、介電材料區域及/或反射金屬層可具有粗糙表面。在所說明實例中，微型LED裝置1606可包括背板晶圓1610及台面結構，這些台面結構各自包括金屬接合層1612、背向反射器層1614、p型半導體層1616、主動層1618、n型半導體層1620及鈍化層1622。介電材料層1624可沈積在鈍化層1622上及台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之磊晶層之區域中之介電材料，從而形成環繞台面結構之磊晶層的空腔。可選擇蝕刻程序，使得環繞台面結構之介電材料層1624之曝露表面（亦即，空腔之側壁）可為粗糙的。反射金屬層1654可沈積在介電材料層1624之曝露的粗糙表面上，且可在空腔之粗糙側壁上形成具有粗糙表面之反射器。高折射率材料1656可沈積在環繞台面結構之空腔中及反射金屬層1654上。高折射率材料1656可包括例如介電材料（例如，TiO ₂、ZrO ₂、HfO ₂、Ta ₂O ₅、WO ₃、Nb ₂O ₅、Si ₃N ₄、TiN、ZrN或HfN）或半導體材料（例如GaN或SiC）。在一些具體實例中，高折射率材料1656對於可見光可具有等於或大於台面結構之磊晶層之折射率的折射率。各台面結構中之n型半導體層1620之頂部上之鈍化層1622之中心區域可經蝕刻以曝露n型半導體層1620，且透明導電層1658（例如，ITO層）可形成在曝露的n型半導體層1620、鈍化層1622及高折射率材料1656上。微透鏡陣列1660可形成在沈積在透明導電層1658上之介電材料層（例如，SiN）中。微透鏡陣列1660可用於萃取及準直由微型LED發射之光。各微透鏡1660之寬度可小於或等於微型LED之間距。在微型LED裝置1606中，反射金屬層1654之粗糙表面可漫反射主動層1618中發射之光，從而增加微型LED裝置1606中之微型LED的光萃取效率。

圖 16E說明根據某些具體實例的微型LED裝置1608之另一實例。在所說明實例中，微型LED裝置1606可包括背板晶圓1610及台面結構，這些台面結構各自包括金屬接合層1612、背向反射器層1614、p型半導體層1616、主動層1618，及n型半導體層1620。介電材料層1624可沈積在台面結構之側壁上及台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之磊晶層之區域中之介電材料，從而形成環繞台面結構之磊晶層的空腔。反射金屬層1662可沈積在介電材料層1624之曝露表面上，且可在空腔之側壁上形成反射器。無摻雜半導體材料1664（例如，無摻雜GaN或AlGaN）可生長在台面結構之側壁上，且可填充環繞台面結構之磊晶層的空腔，從而形成具有向外傾斜之台面側壁的經修改台面結構。無摻雜半導體材料1664可充當台面側壁鈍化層及折射率匹配層兩者。透明導電層1666（例如，ITO層）可形成在n型半導體層1620及無摻雜半導體材料1664上。微透鏡陣列1668可形成在沈積在透明導電層1666上之介電材料層（例如，SiN）中。微透鏡陣列1668可用於萃取及準直由微型LED發射之光。各微透鏡1668之寬度可小於或等於微型LED之間距。

在上文關於圖11A至圖16E所描述之實例中，微型LED晶圓可接合至背板晶圓，其中p型半導體層更靠近於背板晶圓，且主動區域可靠近於各微型LED之台面結構之底部處的金屬接合層。因此，靠近於台面結構底部的主動區中發射之光可需要藉由較厚的n型半導體層自微型LED萃取出。因此，光萃取效率可仍然較低。另外，在無對準晶圓接合之後將微型LED單粒化的程序中，可使用深蝕刻程序來蝕刻穿過磊晶層及金屬接合層。由於主動區域可靠近於金屬接合層，在蝕刻磊晶層之後蝕刻金屬接合層可在主動區域之側壁上再沈積金屬並污染主動區域，從而降低微型LED之內部量子效率（IQE）。因此，微型LED之外部量子效率仍可較低，該外部量子效率可為微型LED之內部量子效率與光萃取效率之乘積。

圖 17A 至圖 17G說明根據某些具體實例的用於製作共陽極GaN基微型LED裝置之程序之實例。注意，圖17A至圖17G中所說明之操作及程序提供製作共陽極微型LED裝置的特定程序。根據替代具體實例，亦可執行其他操作順序。舉例而言，替代具體實例可以不同次序執行操作。此外，圖17A至圖17G中所說明之個別操作可包括多個子操作，這些子操作可以適合於個別操作的各種順序來執行。此外，取決於特定應用，可添加或刪除一些操作。在一些實施方案中，可並行執行兩個或多於兩個操作。所屬技術領域中具有通常知識者將認識到許多變化、修改及替代方案。

圖 17A示出可製作或以其他方式獲得的第一晶圓1702（例如，微型LED晶圓）。第一晶圓1702可類似於上文關於圖11A所描述之微型LED晶圓1102，且可使用類似的磊晶生長程序製作，且因此在本部分中不再詳細描述。在所說明實例中，第一晶圓1702可包括第一基板1710及生長在第一基板1710上之磊晶層。磊晶層可包括可選緩衝層1712、n型半導體層1714（例如，n型摻雜的GaN層）、主動發光層1716（例如，包括InGaN/GaN MQW層）及p型半導體層1718（例如，p型摻雜的GaN層）。第一基板1710可包括例如GaN、藍寶石、矽或上文關於例如圖7A及圖11A所描述之其他基板。在所說明實例中，緩衝層1712可生長在第一基板1710上，且n型半導體層1714可生長在緩衝層1712上，例如，使用上文所論述之技術，諸如VPE、LPE、MBE或MOCVD。主動發光層1716可生長在n型半導體層1714上，且然後p型半導體層1718可生長在主動發光層1716上。

圖 17B示出晶圓堆疊1704，其包括在第一無對準接合程序中使用臨時接合層1722接合至第一晶圓1702之p型半導體層1718的第二基板1720（例如，臨時基板）。在一些具體實例中，第二基板1720可由與第一基板1710實質上相同或相似材料製成。在一些具體實例中，第二基板1720可包括不同於第一基板1710的材料，諸如介電基板（例如，玻璃基板、陶瓷基板、SiN基板或金屬氧化物基板）、半導體基板（例如，矽基板）或另一載體基板（例如，金屬板）。在一些具體實例中，第二基底1720可經穿孔。臨時接合層1722可包括例如黏合劑（例如，諸如環氧樹脂之UV固化黏合劑）或熱塑性接合材料（例如，聚醯亞胺）。在一些具體實例中，臨時接合層1722亦可包括低表面能聚合物釋放材料層，諸如聚合物釋放材料層。用於接合第一晶圓1702及第二基板1720的接合程序可包括，例如，在第二基板1720及/或第一晶圓1702上施加（例如，旋塗）臨時接合層1722，烘焙臨時接合層1722，及藉由熱壓接合使用臨時接合層1722將第二基板1720接合至第一晶圓1702。第二基板1720與p型半導體層1718的接合可導致晶圓堆疊1704在晶圓堆疊1704之各側上包括第一基板1710及第二基板1720，如在圖17B中所說明。臨時接合可有利地實現無裂紋剝離（例如，雷射剝離）程序以及在後續程序中背板晶圓及磊晶層的高產率熱壓接合。

圖 17C示出第一晶圓1702之第一基板1710及緩衝層1712可經移除或薄化以曝露n型半導體層1714。第一基板1710及緩衝層1712可使用例如機械背面研磨、化學機械平坦化（CMP）、濕式蝕刻、大氣下游電漿乾式化學蝕刻、晶圓研磨或其他合適的晶圓薄化技術來移除或薄化。在移除或薄化第一基板1710以支撐磊晶層期間，第二基板1720可保持接合至磊晶層之p型半導體層1718。在一些具體實例中，n型半導體層1714之一部分亦可藉由晶圓薄化程序來薄化或移除。

圖 17D示出將包括形成在磊晶層上之額外層的結構1706接合至第二晶圓1708之實例。在所說明實例中，反射層1724可沈積至曝露的n型半導體層1714上，且第一金屬接合層1726可形成在反射層1724上。反射層1724可包括對可見光可具有高反射率之合適的金屬材料，諸如Al或Ag，使得其可將主動發光層1716中發射之光反射朝向微型LED之發光表面。在一些具體實例中，反射器層1724可包括可形成分佈式布拉格反射器（DBR）的兩個不同材料（具有不同折射率）的多個交錯層。在一些具體實例中，第一金屬接合層1726可包括一或多個金屬或金屬合金材料，諸如Al、Ag、Au、Pt、Ti、Cu、Ni、TiN或其任一組合。在一些實施方案中，反射層1724及第一金屬接合層1726可為同一層。舉例而言，若第一金屬接合層1726之電導率及反射率足夠高，且第一金屬接合層1726之吸收率足夠低，則可不使用反射層1724。

第二晶圓1708（例如，背板晶圓）可在第二無對準接合程序中接合至結構1706上之第一金屬接合層1726。第二晶圓1708可包括CMOS背板1730，該背板包括形成在矽基板上之像素驅動電路。第二晶圓1708亦可包括形成在一或多個介電層1732（例如，SiO ₂或SiN層）中之互連件1734（例如，鎢插塞或銅通孔）。在一些具體實例中，第二晶圓1708可包括第二金屬接合層1736，諸如Ti、Au、Al、Cu、TiN或其組合的層。第二金屬接合層1736可耦接至互連件1734。在一些實施方案中，第二晶圓1708之第二金屬接合層1736可為與第一金屬接合層1726實質上相同或相似的材料（例如，Ti）。在一些實施方案中，第二晶圓1708之第二金屬接合層1736可包括不同於第一金屬接合層1726的材料。在一些具體實例中，第一金屬接合層1726及第二金屬接合層1736可藉由熱壓接合程序接合。第二金屬接合層1736及第一金屬接合層1726可形成金屬層，該金屬層可用於形成微型LED的個別電極（例如，陰極）。在一些具體實例中，可執行退火程序或其他程序，使得第二金屬接合層1736及第一金屬接合層1726可形成均勻金屬層，其中接合介面可不容易偵測。

圖 17E示出在第二無對準接合之後，可將第二基板1720及臨時接合層1722自接合的晶圓堆疊移除，以曝露p型半導體層1718。第二晶圓1708可經由第一金屬接合層1726及第二金屬接合層1736的金屬對金屬接合保持接合至磊晶層。第二基板1720可藉由低應力剝離程序來移除，諸如化學剝離（例如，藉由第二基板1720中之穿孔）、熱滑動剝離（例如，加熱及滑動）、雷射剝離（例如，將釋放材料層曝露於雷射束）、或機械剝離（例如，藉由釋放材料層）。在一些具體實例中，剝離過程可在室溫下執行。在一些具體實例中，臨時接合層1722之至少一部分可保留在p型半導體層1718上。p型半導體層1718上之殘留臨時接合層1722可藉由乾式蝕刻及/或濕式蝕刻移除。

圖 17F示出晶圓堆疊中之p型半導體層1718、主動發光層1716、n型半導體層1714、反射器層1724、第一金屬接合層1726及第二金屬接合層1736可自p型半導體層1718之側向下蝕刻至第二金屬接合層1736，以形成台面結構1705陣列。可使用各種蝕刻技術（諸如乾式蝕刻及/或濕式蝕刻）來蝕刻。第二晶圓1708上之介電層1732可用作蝕刻停止層。可在使用相同蝕刻遮罩層但不同蝕刻配方的多個蝕刻步驟中自p型半導體層1718之側執行蝕刻。如上文所描述，可藉由將光遮罩與第二晶圓1708對準（例如，使用第二晶圓1708上之對準標記）來圖案化蝕刻遮罩層，使得在蝕刻遮罩層中形成之圖案化蝕刻遮罩可與互連件1734對準。在一些具體實例中，各互連件1734可小於各台面結構中之第一金屬接合層1726及第二金屬接合層1736，且可與各台面結構1705中之第二金屬接合層1736之內部區域橫向重疊，如在圖17F中所示。

蝕刻磊晶層可導致形成具有向內傾斜側壁之台面結構1705。台面結構1705可具有各種側壁形狀，諸如實質上垂直形狀、拋物線形狀、圓錐形狀、階梯形狀及其類似物。台面結構之形狀可影響光發射輪廓及光萃取效率。在一些具體實例中，台面結構1705之側壁可經處理（例如，使用KOH）以移除半導體材料之受損部分。

圖 17G示出在台面結構1705陣列形成之後藉由p側程序形成之微型LED裝置1770。如所說明，一或多個鈍化層1750（例如，SiO ₂、Al ₂O ₃或SiN層）可沈積在台面結構1705之側壁上。一或多個金屬材料1752（例如，包括諸如Al、Ag或Au的反射金屬，諸如TiN或TaN的障壁材料，及諸如Au、Cu、Al或W的填充金屬）可沈積在鈍化層1750上及/或可填充台面結構1705之間的間隙以形成台面側壁鏡。在一些具體實例中，介電材料1754可沈積在台面結構之間的區域中。可執行化學機械平坦化（CMP）程序來平坦化台面結構1705及介電材料1754之頂面。透明導電層1760（例如，包括諸如ITO之透明導電氧化物）可形成在台面結構1705之p型半導體層1718上，例如，以形成微型LED裝置1770中之微型LED陣列的共陽極層。

在各種具體實例中，藉由圖17A至圖17F的程序形成之具有向內傾斜之側壁的台面結構可如上文關於圖13C至圖13M及圖15A至圖16E所描述進行修改，以形成各種光萃取特徵（例如，凹形反射器）、光準直特徵（例如，CPC）及/或光偏轉特徵（例如，具有不對稱形狀的反射器），從而改良微型LED之光萃取效率及發射光束輪廓。

圖 18A說明根據某些具體實例的共陽極微型LED裝置1800之實例。共陽極微型LED裝置1800可藉由圖17A至圖17F之程序及後續的圖13C至圖13M之程序來製作。在所說明實例中，共陽極微型LED裝置1800可包括背板晶圓1810及台面結構，各台面結構包括接合層1812、背向反射器層1814、n型半導體層1816、主動層1818、及p型半導體層1820，如上文關於圖17A至圖17G所描述。p型半導體層1820可在各台面結構之頂部上。鈍化層1822（例如，包括諸如Al ₂O ₃之高折射率透明電介質）可沈積在各台面結構之側壁上，如上文參考圖13C所描述。介電材料層1824可沈積在鈍化層1822上且在台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13D至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之區域中之介電材料，並形成環繞台面結構之空腔。反射金屬層1826可沈積在介電材料層1824之曝露表面上。高折射率材料1828可沈積在環繞台面結構之空腔中。各台面結構中之p型半導體層1820之頂部上之鈍化層1822之中心區域可經移除以曝露p型半導體層1820，且透明導電層1830（例如，共陽極）可形成在曝露的p型半導體層1820、鈍化層1822及高折射率材料1828上。在一些具體實例中，微透鏡陣列1832可形成在透明導電層1830上，以萃取並準直主動層1818中發射之光。

在共陽極微型LED裝置1800中，經修改台面結構可在反射金屬層1826處具有向外傾斜之側壁，且主動層1818可靠近於p型半導體層1820之側上之發光表面。因此，可改良光萃取效率。

圖 18B說明根據某些具體實例的共陽極微型LED裝置1802之另一實例。微型LED裝置1802可包括背板晶圓1840及台面結構，各台面結構包括接合層1842、反射器層1844、n型半導體層1846、主動層1848、及p型半導體層1850，如上文關於圖17A至圖17G所描述。p型半導體層1850可在各台面結構之頂部上。鈍化層1852（例如，包括諸如Al ₂O ₃之高折射率透明電介質）可沈積在各台面結構之側壁上，如上文參考圖13C所描述。如上文關於圖15B所描述，厚介電材料層1854可沈積在鈍化層1852上且在台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除台面結構上面且環繞台面結構之區域中之介電材料，並形成環繞台面結構之空腔1855。第二介電層1856可沈積在介電材料層1854上，且然後可經圖案化。在一些具體實例中，第二介電層1856可沈積在介電材料層1854上，且然後可在介電材料層1854經蝕刻之前經蝕刻。反射金屬層1858可沈積在介電材料層1854及第二介電層1856之曝露表面上。各台面結構中之p型半導體層1850之頂部上之鈍化層1852之中心區域可經移除以曝露p型半導體層1850，且透明導電層1860（例如，其可用作p觸點）可形成在曝露的p型半導體層1850及鈍化層1852上。在一些具體實例中，在形成透明導電層1860之前，高折射率材料（例如，高折射率材料1332）可沈積在環繞台面結構之空腔1855中。

沈積在介電材料層1854及第二介電層1856之曝露表面上之反射金屬層1858可形成具有高側壁之CPC。微型LED裝置1802之CPC可準直主動層1848中發射之光。因此，在主動層1848中發射並自微型LED裝置1802耦合出之更多的光可具有約±18.5°範圍內之發射角，而無需使用微透鏡（例如，微透鏡1832）。另外，主動層1848可靠近於p型半導體層1850之側上之發光表面。因此，可改良微型LED之光萃取效率。

圖 18C說明根據某些具體實例的共陽極微型LED裝置1804之另一實例。在所說明實例中，微型LED裝置1804可包括背板晶圓1870及台面結構，各台面結構包括接合層1872、反射器層1874、n型半導體層1876、主動層1878、p型半導體層1880，如上文關於圖17A至圖17F所描述。p型半導體層1880可在各台面結構之頂部上。鈍化層1882（例如，包括諸如Al ₂O ₃之高折射率透明電介質）可沈積在各台面結構之側壁上，如上文參考圖13C所描述。介電材料層1884可沈積在鈍化層1882上且在台面結構之間的區域中，且可如上文關於圖13E至圖13H所描述進行蝕刻，以移除環繞台面結構之區域中之介電材料，並形成環繞台面結構之空腔。如上文關於圖16A所描述，可選擇蝕刻遮罩及蝕刻程序，使得環繞台面結構之介電材料層1884可經不對稱地蝕刻，以形成相對於台面結構之中心不對稱的空腔。反射金屬層1886可沈積在介電材料層1884之曝露表面上，且由於空腔之不對稱形狀，可相對於蝕刻台面結構之中心具有不對稱形狀。高折射率材料1888可沈積在環繞台面結構之空腔中。高折射率材料1888可包括例如介電材料（例如，TiO ₂、ZrO ₂、HfO ₂、Ta ₂O ₅、WO ₃、Nb ₂O ₅、Si ₃N ₄、TiN、ZrN，或HfN）或半導體材料（例如GaN或SiC）。在一些具體實例中，高折射率材料1888對於可見光可具有等於或大於台面結構之磊晶層之折射率的折射率。各台面結構中之p型半導體層1880之頂部上之鈍化層1882之中心區域可經移除以曝露p型半導體層1880，且透明導電層1890（例如，共陽極）可形成在曝露的p型半導體層1880、鈍化層1882及高折射率材料1888上。由於其不對稱的形狀，反射金屬層1886可不對稱地偏轉在主動區中發射之光，使得由微型LED發射之光束之主光線可在不同於表面法線方向（例如，z方向）的方向上，如上文關於圖16A所描述。

在共陽極微型LED裝置1804中，各微型LED之經修改台面結構可包括具有向內傾斜之側壁的經蝕刻半導體台面結構、經蝕刻半導體台面結構之側壁上的鈍化層1882、高折射率材料1888及反射金屬層1886，且可在反射金屬層1886處具有向外傾斜之側壁。另外，主動層1878可靠近於p型半導體層1880之側上之發光表面。因此，可改良光萃取效率。儘管圖18C中未示出，但在一些具體實例中，微透鏡陣列可形成在透明導電層1890上，以準直所發射之光。

圖 19包括流程圖1900，其說明根據某些具體實例的製作微型LED裝置之程序的實例。注意，圖19中所說明之具體操作提供製作微型LED裝置之特定程序。根據替代具體實例，可執行其他操作序列。此外，圖19中所說明之個別操作可包括多個子步驟，這些子步驟可以適合於個別操作的各種順序來執行。此外，取決於特定應用，可添加額外操作或可不執行一些操作。所屬技術領域中具有通常知識者將認識到許多變化、修改及替代方案。

流程圖1900之區塊1910中之操作可包括獲得晶圓堆疊，該晶圓堆疊包括背板晶圓及接合至背板晶圓之層堆疊。層堆疊可包括接合至背板晶圓之半導體磊晶層、背向反射器層及金屬接合層。半導體磊晶層可包括n型半導體層（例如，n型GaN層）、主動層（包括經配置以發射可見光之QW）及p型半導體層（例如，p型GaN層）。如上文關於圖17A至圖17E所描述，在一些具體實例中，可藉由以下操作來製作晶圓堆疊：獲得第一晶圓，該第一晶圓包括第一基板及生長在第一基板上之半導體磊晶層；將第二基板接合至第一晶圓之半導體磊晶層；移除第一晶圓之第一基板；在半導體磊晶層上沈積背向反射器層；在背向反射器層上形成第一金屬層；將背板晶圓上之第二金屬層接合至第一金屬層；及移除第二基板。在一些具體實例中，背向反射器層可耦接至p型半導體層。在一些具體實例中，背向反射器層可耦接至n型半導體層。

區塊1920中之操作可包括蝕刻穿過半導體磊晶層、反射器層及金屬接合層，以形成具有向內傾斜之側壁的個別台面結構，如上文關於例如圖11E、圖13B或圖17F所描述。區塊1930中之操作可包括在台面結構之側壁上形成鈍化層（例如，Al ₂O ₃層），如上文關於例如圖11F、圖13C、圖15A至圖16D、圖17G及圖18A至圖18C所描述。區塊1940中之操作可包括將介電層（例如，SiO ₂層）沈積在鈍化層上且在台面結構之間的區域中，如上文關於圖13D、圖15A至圖16E、圖17G及圖18A至圖18C所描述。在一些具體實例中，可沈積兩個或多於兩個介電層。可使用例如CMP來平坦化介電層之頂面。在一些具體實例中，介電層之頂面可高於蝕刻台面結構之頂面及鈍化層之頂面。

區塊1950中之操作可包括蝕刻介電層以形成環繞台面結構之空腔，其中空腔可具有向外傾斜之側壁，如上文關於圖13G、圖15A至圖16E及圖18A至圖18C所描述。在一些具體實例中，空腔可相對於台面結構之中心不對稱。區塊1960中之操作可包括在介電層之曝露表面上形成反射層（例如，Al層），如上文關於圖13I、圖15A至圖16E及圖18A至圖18C所描述。反射層可形成各種光萃取特徵（例如，凹面鏡）、光準直特徵（例如，CPC）及/或光偏轉特徵（例如，具有不對稱形狀的反射器），從而改良微型LED之光萃取效率及/或發射光束輪廓。區塊1970中之可選操作可包括將高折射率材料（例如，TiO ₂、SiN、SiC或濺射GaN）沈積在環繞台面結構之空腔中，如上文參考例如圖13K、圖15A至圖16E及圖18A至圖18C所描述。高折射率材料對於可見光可具有大於例如約1.75之折射率。在一些具體實例中，高折射率材料之折射率可等於或大於半導體磊晶層之折射率。區塊1980中之操作可包括在台面結構上形成透明電極層，如上文關於例如圖13M、圖15A至圖16E及圖18A至圖18C所描述。透明電極層（例如，ITO層）可為微型LED之p觸點或n觸點。在一些具體實例中，微透鏡陣列可形成在透明電極層上，如上文關於例如圖13M、圖16D、圖16E及圖18A所描述。

本文中所揭示之具體實例可用於實施人工實境系統之組件或可接合人工實境系統實施。人工實境係在向使用者呈現之前已以某一方式調整的實境形式，其可包括例如虛擬實境（VR）、擴增實境、混合實境（MR）、複合實境，或其某一組合及/或衍生物。人工實境內容可包括完全產生的內容或與所捕獲（例如，真實世界）內容組合之產生的內容。人工實境內容可包括視訊、音訊、觸覺回饋或其某一組合，且其中任何一者可在單一頻道或多個頻道中呈現（諸如向觀眾產生三維效果的立體視訊）。另外，在一些具體實例中，人工實境亦可與用於例如在人工實境中形成內容及/或以其他方式用於人工實境（例如，在人工實境中執行活動）的應用程式、產品、配件、服務或其某一組合。提供人工實境內容之人工實境系統可實施在各種平台上，包括連接至主機電腦系統之HMD、獨立HMD、行動裝置或計算系統，或能夠向一或多個觀眾提供人工實境內容之任何其他硬體平台。

圖 20為用於實施本文中所揭示之一些實例的實例性近眼顯示器（例如，HMD裝置）之實例性電子系統2000的簡化方塊圖。電子系統2000可用作如上文所描述之HMD裝置或其他近眼顯示器之電子系統。在此實例中，電子系統2000可包括一或多個處理器2010及記憶體2020。處理器2010可經配置以執行指令以在多個組件處執行操作，且可為例如適合於在可攜式電子裝置中實施的通用處理器或微處理器。處理器2010可與電子系統2000內之複數個組件通信地耦接。為了實現此通信耦合，處理器2010可跨匯流排2040與其他所說明組件進行通信。匯流排2040可為適於在電子系統2000內傳送資料之任何子系統。匯流排2040可包括複數個電腦匯流排及用於傳送資料之額外電路系統。

記憶體2020可耦接至處理器2010。在一些具體實例中，記憶體2020可提供短期及長期儲存器兩者且可劃分成數個單元。記憶體2020可為揮發性的，諸如靜態隨機存取記憶體（SRAM）及/或動態隨機存取記憶體（DRAM）；及/或非揮發性的，諸如唯讀記憶體（ROM）、快閃記憶體及其類似物。此外，記憶體2020可包括可抽換儲存裝置，諸如安全數位（SD）卡。記憶體2020可為電子系統2000提供電腦可讀取指令、資料結構、程式模組及其他資料的儲存。

在一些具體實例中，記憶體2020可儲存可包括任何數目個應用程式的複數個應用程式模組2022至2024。應用程式之實例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式，或其他合適應用程式。應用程式可包括深度感測功能或眼動追蹤功能。應用程式模組2022至2024可包括由處理器2010執行的特定指令。在一些具體實例中，某些應用程式或應用程式模組2022至2024之部分可由其他硬體模組2080執行。在某些具體實例中，記憶體2020可另外包括安全記憶體，該安全記憶體可包括額外安全性控制以防止對安全資訊的複製或其他未經授權的存取。

在一些具體實例中，記憶體2020可包括在其中載入之作業系統2025。作業系統2025可操作以啟始由應用程式模組2022至2024提供之指令的執行及/或管理其他硬體模組2080以及與可包括一或多個無線收發器之無線通信子系統2030的介面。作業系統2025可經調適以跨電子系統2000之組件執行其他操作，包括執行緒、資源管理，資料儲存控制及其他相似功能性。

無線通信子系統2030可包括例如紅外線通信裝置、無線通信裝置及/或晶片組（諸如Bluetooth®裝置、IEEE 802.11裝置、Wi-Fi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通信設施，等），及/或相似通信介面。電子系統2000可包括一或多個用於無線通信的天線2034，作為無線通信子系統2030之一部分或作為耦接至系統之任何部分的單獨組件。取決於所要功能性，無線通信子系統2030可包括與基地收發站以及其他無線裝置及存取點進行通信的單獨收發器，此可包括與諸如無線廣域網路（WWAN）、無線區域網路（WLAN）或無線個人區域網路（WPAN）的不同資料網路及/或網路類型進行通信。舉例而言，WWAN可為WiMax（IEEE 802.16）網路。舉例而言，WLAN可為IEEE 802.11x網路。舉例而言，WPAN可為藍芽網路、IEEE 802.15x，或一些其他類型網路。本文中所描述之技術亦可用於WWAN、WLAN及/或WPAN之任一組合。無線通信子系統2030可准許與網路、其他電腦系統及/或本文中所描述之任何其他裝置交換資料。無線通信子系統2030可包括用於使用天線2034及無線鏈路2032來傳輸或接收資料的構件，該資料諸如HMD裝置之識別符、位置資料、地理圖、熱圖、照片或視訊。

電子系統2000之具體實例亦可包括一或多個感測器2090。感測器2090可包括，例如，影像感測器、加速度計、壓力感測器、溫度感測器、鄰近感測器、磁力計、陀螺儀、慣性感測器（例如，組合加速度計及陀螺儀的模組）、環境光感測器，或可操作以提供感官輸出及/或接收感官輸入的任何其他相似模組，諸如深度感測器或位置感測器。

電子系統2000可包括顯示模組2060。顯示模組2060可為近眼顯示器，且可以圖形方式自電子系統2000向使用者呈現諸如影像、視訊及各種指令的資訊。此類資訊可衍生自一或多個應用程式模組2022至2024、虛擬實境引擎2026、一或多個其他硬體模組2080、其組合，或用於為使用者解析圖形內容的任何其他合適構件（例如，藉由作業系統2025）。顯示模組2060可使用LCD技術、LED技術（包括例如OLED、ILED、μ-LED、AMOLED、TOLED，等）、發光聚合物顯示器（LPD）技術或一些其他顯示技術。

電子系統2000可包括使用者輸入/輸出模組2070。使用者輸入/輸出模組2070可允許使用者向電子系統2000發送動作請求。動作請求可為執行特定動作的請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或在應用程式內執行特定動作。使用者輸入/輸出模組2070可包括一或多個輸入裝置。實例輸入裝置可包括觸控螢幕、觸控板、麥克風、按鈕、調撥轉盤、開關、鍵盤、滑鼠、遊戲控制器或用於接收動作並將所接收動作請求傳遞至電子系統2000的任何其他合適裝置。在一些具體實例中，使用者輸入/輸出模組2070可根據自電子系統2000接收的指令向使用者提供觸覺回饋。舉例而言，當接收到或已執行動作請求時，可提供觸覺回饋。

電子系統2000可包括攝影機2050，該攝影機可用於拍攝使用者之照片或視訊，例如，用於追蹤使用者之眼睛位置。攝影機2050亦可用於拍攝環境之照片或視訊，例如，用於VR、AR或MR應用。攝影機2050可包括例如具有數百萬或數千萬像素的互補金屬氧化物半導體（CMOS）影像感測器。在一些具體實例中，攝影機2050可包括兩個或多於兩個可用於捕獲3D影像之攝影機。

在一些具體實例中，電子系統2000可包括複數個其他硬體模組2080。其他硬體模組2080中之各者可為電子系統2000內的物理模組。雖然其他硬體模組2080中之各者可永久經配置為結構，但其他硬體模組2080中之一些可暫時經配置以執行特定功能或暫時啟動。舉例而言，其他硬體模組2080之實例可包括音訊輸出及/或輸入模組（例如，麥克風或揚聲器）、近場通信（NFC）模組、可充電電池、電池管理系統、有線/無線電池充電系統，等。在一些具體實例中，其他硬體模組2080之一或多個功能可以軟體實施。

在一些具體實例中，電子系統2000之記憶體2020亦可儲存虛擬實境引擎2026。虛擬實境引擎2026可執行電子系統2000內之應用程式，並自各種感測器接收HMD裝置之位置資訊、加速度資訊、速度資訊、預測的未來位置或其任一組合。在一些具體實例中，由虛擬實境引擎2026接收的資訊可用於向顯示模組2060產生信號（例如，顯示指令）。舉例而言，若所接收到的資訊指示使用者已看向左側，則虛擬實境引擎2026可產生鏡像虛擬環境中使用者之運動的HMD裝置之內容。另外，虛擬實境引擎2026可回應於自使用者輸入/輸出模組2070接收到的動作請求而執行應用程式內之動作，並向使用者提供回饋。提供的回饋可為視覺、聽覺或觸覺回饋。在一些具體實例中，處理器2010可包括一或多個可執行虛擬實境引擎2026之GPU。

上文所論述之方法、系統及裝置為實例。各種具體實例可在適當時省略、取代或添加各種程序或組件。舉例而言，在替代配置中，所描述方法可與所描述之次序不同次序執行，及/或可添加、省略及/組合各種階段。此外，可將關於某些具體實例所描述之特徵組合於各種其他具體實例中。具體實例之不同態樣及元件可以相似方式組合。此外，技術在不斷演進，且因此，許多要素係不會將揭示內容之範圍限制在彼等特定實例的實例。

在描述中給出具體細節以提供對具體實例的透徹理解。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐具體實例。舉例而言，眾所周知電路、程序、系統、結構及技術經示出無不必要細節以便避免模糊具體實例。此描述僅提供實例具體實例，且並不意欲限制本發明之範圍、適用性或配置。確切而言，具體實例之前述說明將為所屬技術領域中具有通常知識者提供用於實施各種具體實例的賦能說明。可在不背離本揭示內容之精神及範圍的情況下對元件的功能及配置作出各種改變。

此外，一些具體實例被描述為流程圖或方塊圖的程序。雖然各者可將操作闡述為順序過程，但操作中之諸多操作可並行或同時地執行。另外，可重新配置操作的次序。程序可具有未包括於圖中之額外步驟。此外，方法之具體實例可由硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言或其任何組合來實施。

如本文中所使用，術語「及」與「或」可包括各種意義，其亦預期至少部分地取決於其所使用的上下文。典型地，「或」若用於關聯清單（諸如，A、B或C）意欲意指A、B及C（此處以包括意義下使用），以及A、B或C（此處以不包括意義使用）。另外，如本文中所使用的術語「一或多個」可用於以單數形式描述任何特徵、結構或特性或者可用於描述特徵、結構或特性的某一組合。然而，應注意，此僅為說明性實例且所主張標的物並不限於此實例。此外，術語「中之至少一者」在用於關聯諸如A、B或C之一清單的條件下可經解釋為意指A、B、C，或A、B及/或C的任一組合，諸如AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC，等。

因此，說明書及圖式應考慮說明性而非限制性。然而，將顯而易見的是，可在不背離如申請專利範圍內所陳述之較廣義精神及範圍之情況下對本發明做出各種添加、替代、刪除以及其他修改與改變。因此，儘管已描述特定具體實例，但此等並不旨在為限制性。各種修改及等效內容皆在以下申請專利範圍之範圍內。

100:人工實境系統環境 110:控制台 112:應用程式商店 114:頭戴式耳機追蹤模組 116:人工實境引擎 118:眼動追蹤模組 120:近眼顯示器 122:顯示電子器件 124:顯示光學器件 126:定位器 128:位置感測器 130:眼動追蹤單元 132:慣性量測單元（IMU） 140:輸入/輸出介面 150:外部成像裝置 200:HMD裝置 220:主體 223:底側 225:前側 227:左側 230:頭帶 300:近眼顯示器 305:框架 310:顯示器 330:照明器 340:攝影機 350a:感測器 350b:感測器 350c:感測器 350d:感測器 350e:感測器 400:擴增實境系統 410:投影機 412:光源/影像源 414:投影機光學器件 415:組合器 420:基板 430:輸入耦合器 440:輸出耦合器 450:光 460:光 490:眼睛 495:眼動範圍 500:近眼顯示器（NED）裝置 510:光源 512:紅色光發射器 514:綠色光發射器 516:藍色光發射器 520:投影光學器件 530:波導顯示器 532:耦合器 540:光源 542:紅色光發射器 544:綠色光發射器 546:藍色光發射器 550:近眼顯示器（NED）裝置 560:自由形式光學元件 570:掃描鏡 580:波導顯示器 582:耦合器 590:眼睛 600:近眼顯示系統 610:影像源組裝件 620:控制器 630:影像處理器 640:顯示面板 642:光源 644:驅動電路 650:投影機 700:LED 705:LED 710:基板 715:基板 720:半導體層 725:半導體層 730:主動層 732:台面側壁 735:主動層 740:半導體層 745:半導體層 750:重摻雜半導體層 760:導電層 765:電觸點 770:鈍化層 775:介電層 780:接觸層 785:電觸點 790:接觸層 795:金屬層 805:光束 810:基板 815:光束 820:電路 822:電氣互連件 825:壓縮壓力 830:接觸墊 835:熱量 840:介電區域 850:晶圓 860:介電材料 870:微型LED 880:P觸點 882:n觸點 900:LED陣列 910:基板 920:積體電路 922:互連件 930:接觸墊 940:介電層 950:n型層 960:介電層 970:微型LED 972:n觸點 974:p觸點 982:球面微透鏡 984:光柵 986:微透鏡 988:抗反射層 1001:LED陣列 1002:第一晶圓 1003:晶圓 1004:基板 1005:載體基板 1006:第一半導體層 1007:LED 1008:主動層 1009:基底層 1010:第二半導體層 1011:驅動電路 1012:接合層 1013:接合層 1015:圖案化層 1102:微型LED晶圓 1104:背板晶圓 1106:晶圓堆疊 1108:台面結構 1110:基板 1112:緩衝層 1114:n型半導體層 1116:主動區域 1118:p型半導體層 1120:反射器層 1122:接合層 1130:基板 1132:介電層 1134:金屬墊 1140:接合層 1150:鈍化層 1152:側壁反射器層 1154:介電材料 1160:共電極層 1200:微型LED裝置 1202:微型LED裝置 1210:背板晶圓 1212:接合層 1214:反射器層 1216:p型半導體層 1218:主動區域 1220:n型半導體層 1222:鈍化層 1224:反射材料層 1226:介電材料 1230:n接觸層 1250:背板晶圓 1252:金屬互連 1254:p觸點 1255:介電層 1256:p型半導體層 1258:主動區域 1260:n型半導體層 1262:鈍化層 1264:金屬反射層 1266:介電材料 1300:晶圓堆疊 1302:台面結構 1310:背板晶圓 1312:接合金屬層 1314:背向反射器層 1316:p型半導體層 1318:主動層 1320:n型半導體層 1322:鈍化層 1324:介電材料 1326:圖案化遮罩層 1328:空腔 1330:反射金屬層 1332:高折射率材料 1334:介電材料 1336:微透鏡陣列 1400:模擬模型 1402:模擬模型 1410:微型LED 1412:微型LED 1420:SiN微透鏡 1430:圖 1432:圖 1500:微型LED裝置 1502:共陰極GaN基微型LED裝置 1510:背板晶圓 1512:接合層 1514:背向反射器層 1516:p型半導體層 1518:主動層 1520:n型半導體層 1522:鈍化層 1524:介電材料 1526:第二介電層 1528:空腔 1530:反射金屬層 1532:透明導電層 1540:介電材料層 1542:第二介電層 1544:反射金屬層 1545:空腔 1546:透明導電層 1600:微型LED裝置 1602:微型LED裝置 1604:微型LED裝置 1606:微型LED裝置 1608:微型LED裝置 1610:背板晶圓 1612:金屬接合層 1614:背向反射器層 1616:p型半導體層 1618:主動層 1620:n型半導體層 1622:鈍化層 1624:介電材料層 1626:反射金屬層 1628:高折射率材料 1630:透明導電層 1640:第二介電層 1642:反射金屬層 1644:高折射率材料 1646:透明導電層 1650:反射金屬層 1652:高折射率材料 1654:反射金屬層 1656:高折射率材料 1658:透明導電層 1660:微透鏡陣列 1662:反射金屬層 1664:無摻雜半導體材料 1666:透明導電層 1668:微透鏡陣列 1702:第一晶圓 1704:晶圓堆疊 1705:台面結構 1706:結構 1708:第二晶圓 1710:第一基板 1712:緩衝層 1714:n型半導體層 1716:主動發光層 1718:p型半導體層 1720:第二基板 1722:臨時接合層 1724:反射層 1726:第一金屬接合層 1730:金屬氧化物半導體（CMOS）背板 1732:介電層 1734:互連件 1736:第二金屬接合層 1750:鈍化層 1752:金屬材料 1754:介電材料 1760:透明導電層 1770:微型LED裝置 1800:共陽極微型LED裝置/微型LED裝置 1802:共陽極微型LED裝置/微型LED裝置 1804:微型LED裝置 1810:背板晶圓 1812:接合層 1814:背向反射器層 1816:n型半導體層 1818:主動層 1820:p型半導體層 1822:鈍化層 1824:介電材料層 1826:反射金屬層 1828:高折射率材料 1830:透明導電層 1832:微透鏡陣列 1840:背板晶圓 1842:接合層 1844:反射器層 1846:n型半導體層 1848:主動層 1850:p型半導體層 1852:鈍化層 1854:介電材料層 1855:空腔 1856:第二介電層 1858:反射金屬層 1860:透明導電層 1870:背板晶圓 1872:接合層 1874:反射器層 1876:n型半導體層 1878:主動層 1880:p型半導體層 1882:鈍化層 1884:介電材料層 1886:反射金屬層 1888:高折射率材料 1890:透明導電層 1900:流程圖 1910:區塊 1920:區塊 1930:區塊 1940:區塊 1950:區塊 1960:區塊 1970:區塊 1980:區塊 2000:電子系統 2010:處理器 2020:記憶體 2022:應用程式模組 2024:應用程式模組 2025:作業系統 2026:虛擬實境引擎 2030:無線通信子系統 2032:無線鏈路 2034:天線 2040:匯流排 2050:攝影機 2060:顯示模組 2070:使用者輸入/輸出模組 2080:硬體模組 2090:感測器

下文參考以下諸圖詳細地描述說明性具體實例。

[圖1]為根據某些具體實例的包括近眼顯示器之人工實境系統環境之實例的簡化方塊圖。 [圖2]為用於實施本文中所揭示之一些實例的呈頭戴式顯示器（HMD）裝置形式之近眼顯示器之實例的透視圖。 [圖3]為用於實施本文中所揭示之一些實例的呈一副眼鏡形式之近眼顯示器之實例的透視圖。 [圖4]根據某些具體實例說明包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統之實例。 [圖5A]根據某些具體實例說明包括波導顯示器之近眼顯示裝置之實例。 [圖5B]根據某些具體實例說明包括波導顯示器之近眼顯示裝置之實例。 [圖6]根據某些具體實例說明擴增實境系統中之影像源組裝件之實例。 [圖7A]根據某些具體實例說明具有垂直台面結構之發光二極體（LED）之實例。 [圖7B]為根據某些具體實例的具有抛物面台面結構的LED之實例的剖面視圖。 [圖8A]至[圖8D]說明根據某些具體實例對LED陣列進行混合接合的方法之實例。 [圖9]根據某些具體實例說明其上製作有次級光學組件的LED陣列之實例。 [圖10A]根據某些具體實例說明用於LED陣列之晶粒對晶圓接合的方法之實例。 [圖10B]根據某些具體實例說明用於LED陣列之晶圓對晶圓接合的方法之實例。 [圖11A]至[圖11F]說明使用無對準金屬對金屬接合及接合後台面形成來製作微型LED裝置之方法之實例。 [圖12A]說明使用關於圖11A至圖11F所描述之方法製作的微型LED裝置之實例。 [圖12B]說明使用關於圖8A至圖8D所描述之方法製作的微型LED裝置之實例。 [圖13A]至[圖13M]說明根據某些具體實例之製作微型LED裝置之方法之實例。 [圖14A]說明使用關於圖11A至圖11F所描述之方法製作的微型LED裝置的模擬模型之實例。 [圖14B]說明使用圖14A之模擬模型之實例的模擬結果。 [圖14C]說明根據某些具體實例的使用關於圖13A至圖13M所描述之方法製作的微型LED裝置之模擬模型之實例。 [圖14D]說明使用圖14C之模擬模型之實例的模擬結果。 [圖15A]說明根據某些具體實例的共陰極GaN基微型LED裝置之實例。 [圖15B]說明根據某些具體實例的共陰極GaN基微型LED裝置之另一實例。 [圖16A]至[圖16E]說明根據某些具體實例的微型LED裝置之實例。 [圖17A]至[圖17G]說明根據某些具體實例的用於製作共陽極GaN基微型LED裝置之程序之實例。 [圖18A]說明根據某些具體實例的共陽極微型LED裝置之實例。 [圖18B]說明根據某些具體實例的共陽極微型LED裝置之另一實例。 [圖18C]說明根據某些具體實例的共陽極微型LED裝置之又一實例。 [圖19]包括根據某些具體實例說明製作具有經改良光萃取效率的微型LED裝置之方法之實例的流程圖。 [圖20]為根據某些具體實例之近眼顯示器之實例之電子系統的簡化方塊圖。

在附圖中，相似組件及/或特徵可具有相同參考標籤。此外，可藉由在參考標籤之後加上虛線及區分相似組件的第二標籤來區分相同類型的各種組件。若在說明書中僅使用第一參考標籤，則該描述適用於具有相同第一參考標籤的任何一個相似組件，而不考慮第二參考標籤。

700:LED

710:基板

720:半導體層

730:主動層

732:台面側壁

740:半導體層

750:重摻雜半導體層

760:導電層

770:鈍化層

780:接觸層

790:接觸層

Claims (20)

1. 一種光源，其包含： 背板晶圓，其包括製作在其上之電路；及 發光二極體陣列，其耦接至該背板晶圓，該發光二極體陣列中之各發光二極體包含： 台面結構，其包括半導體磊晶層且特徵在於向內傾斜之台面側壁； 高折射率材料區域，其環繞該台面結構之這些半導體磊晶層，該高折射率材料區域包括向外傾斜之側壁，且其特徵在於對於可見光之折射率大於1.75；及 反射層，其在該高折射率材料區域之這些向外傾斜之側壁上。
2. 如請求項1之光源，其中： 該發光二極體陣列中之各發光二極體進一步包含在該台面結構之這些向內傾斜之台面側壁上之鈍化層； 這些半導體磊晶層包括n型半導體層、經配置以發射可見光之主動層及p型半導體層；且 該台面結構進一步包含： 背向反射器層，其耦接至這些半導體磊晶層；及 接合層，其電連接至該背向反射器層並且接合至該背板晶圓。
3. 如請求項2之光源，其中： 該背向反射器層耦接至該p型半導體層；且 該發光二極體陣列包括電耦接至該發光二極體陣列中之各發光二極體之該台面結構之該n型半導體層之透明導電層。
4. 如請求項2之光源，其中： 該背向反射器層耦接至該n型半導體層；且 該發光二極體陣列包括電耦接至該發光二極體陣列中之各發光二極體之該台面結構之該p型半導體層之透明導電層。
5. 如請求項1之光源，其中該高折射率材料區域之這些向外傾斜之側壁上之該反射層形成複合抛物面聚光器。
6. 如請求項1之光源，其中該高折射率材料區域相對於該台面結構之中心不對稱。
7. 如請求項1之光源，其進一步包含該發光二極體陣列上之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列中之各微透鏡之寬度大於該發光二極體陣列中之各發光二極體之寬度。
8. 如請求項1之光源，其進一步包含環繞該發光二極體陣列中之各發光二極體之介電材料區域，其中該反射層形成在這些介電材料區域之表面上。
9. 如請求項8之光源，其中環繞該發光二極體陣列中之發光二極體的這些介電材料區域之至少一區域高於該發光二極體之該台面結構。
10. 如請求項8之光源，其中該發光二極體陣列中之發光二極體之該反射層之一部分高於該發光二極體之該台面結構。
11. 如請求項1之光源，其中該高折射率材料區域之該折射率等於或大於這些半導體磊晶層之折射率。
12. 如請求項1之光源，其中： 這些半導體磊晶層包括GaN；且 該高折射率材料區域包括TiO ₂、SiN或無摻雜半導體材料。
13. 一種光源，其包含： 背板晶圓，其包括製作在其上之電路；及 發光二極體陣列，其耦接至該背板晶圓，該發光二極體陣列中之各發光二極體包括： 台面結構，其包括半導體磊晶層且特徵在於向內傾斜之台面側壁； 鈍化層，其位於這些向內傾斜之台面側壁上；及 反射層，其環繞該台面結構之這些半導體磊晶層且包括向外傾斜之內側壁。
14. 如請求項13之光源，其中該反射層形成複合抛物面聚光器，該複合抛物面聚光器經配置以準直自該台面結構發射之光。
15. 如請求項13之光源，其進一步包含介於該鈍化層與該反射層之間的高折射率材料，該高折射率材料之特徵在於具有等於或大於這些半導體磊晶層之折射率的折射率。
16. 如請求項13之光源，其中環繞該台面結構之這些半導體磊晶層之該反射層相對於該台面結構之中心不對稱。
17. 如請求項13之光源，其中該反射層之一部分高於該台面結構及該鈍化層。
18. 如請求項13之光源，其進一步包含環繞該發光二極體陣列中之各發光二極體之介電材料區域，其中該反射層在這些介電材料區域之表面上。
19. 一種方法，其包含： 獲得晶圓堆疊，該晶圓堆疊包括： 背板晶圓；及 半導體磊晶層、背向反射器層及金屬接合層，其位於該背板晶圓上； 蝕刻穿過這些半導體磊晶層、該背向反射器層及該金屬接合層以形成具有向內傾斜之側壁的台面結構； 在這些台面結構之間的區域中沈積介電層； 蝕刻該介電層以形成環繞這些台面結構之這些半導體磊晶層之空腔，這些空腔具有向外傾斜之側壁； 在該介電層之表面上沈積反射層；及 在這些半導體磊晶層上形成透明電極層。
20. 如請求項19之方法，其進一步包含： 在沈積該介電層之前，在這些台面結構之這些向內傾斜之側壁上形成鈍化層；及 在沈積該反射層之後，在這些空腔中沈積高折射率材料，該高折射率材料的特徵在於對於可見光之折射率大於1.75。

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