TWI803841B - 高分辨率單體式ｒｇｂ陣列 - Google Patents

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金峻淵
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Abstract

一種發光二極管結構，包括：p型區域；n型區域；發光區域，所述發光區域用於複合可由所述p型區域及所述n型區域注入的載流子；及通孔，所述通孔穿過所述發光區域，其中所述通孔限定至少一像素的一發光表面的周界並且包括一材料配置為使載流子能夠注入所述p型區域及所述n型區域，其中所述p型區域及所述n型區域的其中之一配置為使產生於其中的載流子會在複合於發光區域之前擴散穿過所述p型區域及所述n型區域其中的另一個。

Description

高分辨率單體式RGB陣列
本發明涉及發光二極管結構和形成發光二極管結構的方法。特別但非排他地，本發明涉及發光二極管結構的高分辨率單片陣列。
常規發光像素的紅-綠-藍(RGB)微發光二極管(μLED)陣列通常是使用拾取和放置技術、或者通過使用沉積或集成到標準平面發光二極管(LED)結構中的顏色轉換材料等方式來實現。然而，當這樣的陣列中將像素間距被縮減到非常小的間距(例如，小於5μm)以便提供更高分辨率的陣列，許多困難隨之浮現。
例如，由於高成本、低通量、和轉移微發光二極管時位置精度的限制，使用取放技術可能是不切實際的。在顏色轉換的情況下，這種技術的使用受到用於顏色轉換的螢光粉尺寸的限制，該尺寸通常大於10μm(即，大於高分辨率需要的非常小間距的陣列中的像素間距)。此外，由於與量子點(QD)相關的小吸收係數，顏色轉換技術可能會具有較差的可靠性和低效率。例如，需要超過10微米的顏色轉換QD材料的厚度來完全吸收激發它們的藍色發射輸出，因此使其不適用於非常小的像素間距陣列。
為了避免必須轉移LED，並且為了提供高質量的有效發射輸出，在同 一基板上提供LED的本機陣列將是有益的。一種用於在同一基板上構建本徵LED陣列的方法是依賴奈米線(nanowire)的選擇性區域生長，其為單獨結構的陣列，以實質垂直於圖案化生長基板的形式而構成發光結構，其中發光表面由使用在外延n型和p型摻雜層之間生長的典型外延量子阱結構來繪製奈米線的橫截面積。然而，奈米線的生長通常難以控制、且可能會因為不良的光提取效率和雜質摻而受到諸如光效率與色域方面的嚴格限制。
為了減輕至少一些上述問題，本案提供了根據所附請求項的發光二極管結構。此外，根據所附請求項，提供了一種發光二極管結構的陣列以及形成一個或多個發光二極管結構的方法。
在一示例中，提供一種發光二極管結構，包括：p型區域；n型區域；發光區域，所述發光區域用於複合可由所述p型區域及所述n型區域注入的載流子；及通孔，所述通孔穿過所述發光區域，其中所述通孔限定至少一像素的一發光表面的周界並且包括一材料配置為使載流子能夠注入所述p型區域及所述n型區域，其中所述p型區域及所述n型區域的其中之一配置為使產生於其中的載流子會在複合於發光區域之前擴散穿過所述p型區域及所述n型區域其中的另一個。有利地，用於隔離像素的通孔也用於使載流子能注入發光區域。
優選地，所述發光區域包括至少一外延量子阱層。有利地，以高晶體質量生長外延量子阱層，從而導致有效地光產生。
優選地，所述p型區域及所述n型區域位於發光區域的同一側。有益地，載流子逆著電場方向擴散至發光區域，故免除了電子阻擋層的需求。另外，p型區域及n型區域可以是薄層並位於發光區域的同一側，只可以用非常淺的蝕 刻方法來提供電隔離，因此限制因電隔離各個器件所造成的蝕刻損傷。
優選地，材料包括至少部份的所述n型區域或所述p型區域。有益地，用於使載流子能注入的通孔也用於隔離像素。
優選地，材料包括導電材料，優選地，其中導電材料為金屬。有利地，所述金屬使與p型區域或n型區域電連接可行，因此使載流子注入的同時隔離各別LED器件/像素。此外，金屬是高反光性的，故提供優異光學隔離。而且，金屬於通孔內的沉積免除對齊金屬的需求，即可提供與p型或n型區域其一的接點，因為金屬在沉積的當下自行對齊。
優選地，發光二極管結構包括額外一發光區域。有利地，所述發光區域可以被同時或各自激發，並且配置為具有一樣或不同的主峰值波長。
優選地，所述發光區域及所述額外發光區域以未摻雜區域分開，因此提供堆疊的發光區域。有利地，通過對發光區域形成通孔連接以實現不同發光區域的載流子注入。有益地，沒有p型摻雜層就不會有p型摻雜物擴散的問題，並且發光區域的多個量子阱(MQWs)可以更靠近彼此而無需隧道接面(結)。此外，所述結構無需電子阻擋層。
優選地，所述通孔穿過兩者，即所述發光區域及所述額外發光區域。有利地，為發光區域提供公共連接，從而使得初始外延結構的處理更簡單。
優選地，發光區域和額外發光區域被配置為發射不同波長的光。有利地，所述結構可以發射不同的主峰值波長的光，並且所述結構可以實施於多色陣列之內。
優選地，發光區域及額外發光區域佈置為所述發光區域及所述額外發光區域的表面區域部份重疊。有利地，在平面圖中，不同區域被佈置以基於不同發光區域來提供發光表面(並且因此可以被配置為提供不同的發光，例如不同的 強度、時間或顏色等)。
優選地，所述發光二極管結構包括至少三個發光區域，其中，其中一個發光區域發出藍光；其中一個發光區域發出綠光；其中一個發光區域發出紅光。有利地，三個發光區域的使用提供更多的靈活性，包括以高分辨率為彩色顯示器提供紅綠藍(RGB)光的能力。
優選地，通孔是界定了包括多個像素的陣列的柵格通孔。有利地，連接可以在一個處理步驟中達成。此外，通過使用柵格通孔限定像素意味著不需要像素之間的電隔離蝕刻，從而允許更緊密的像素集成。
優選地，其中柵格通孔被佈置為提供公共電極。有利地，所述電極可以用於選擇性地控制在高分辨率陣列中的各別像素的發光。
優選地，所述多個像素中的至少一個像素包括一額外電極。優選地，所述額外電極居中地位於至少一個像素的發光表面的周界內。有利地，在各別控制發光的同時實現像素的隔離。
優選地，至少兩個像素配置為發射不同波長的光。有利的，可以從單體陣列提供多個顏色輸出。
優選地，發光區域及/或額外發光區域是形成於一未摻雜外延層。有利地，所述未摻雜外延層允許像素的電隔離。
優選地，發光區域和/或額外發光區域形成在未摻雜的外延層之間。有利地，未摻雜的外延層允許像素的電隔離，並且能夠通過蝕刻穿過在未摻雜外延層之間形成的發光區域和/或額外發光區域來實現用於個別像素連接的外延結構的處理。
優選地，未摻雜的外延層形成在配置為阻擋垂直載流子擴散的阻擋層上。有利地，可以在能夠形成襯底的一部分和/或優選的生長技術的摻雜材料上 形成發光結構，同時使得能夠隔離發光區域，從而形成n型和p型區域中的一者以穿過發光區域。
優選地，發光二極管結構是氮化鎵(GaN)基結構。氮化鎵以其提供具有一系列主峰值波長的有效發光二極管器件的性能而聞名。氮化鎵結構的生長已經發展成熟，並且這種材料的生長和加工是可控的，以提供高質量的器件。因此，優選地，未摻雜的外延層是氮化鎵。
優選地，阻擋層是AlGaN。有利地，阻擋層為隨後的處理步驟提供穩定的表面。此外，所述阻擋層通過蝕刻穿過發光區域的通孔提供用於像素隔離的蝕刻終止。
優選地，n型區域和p型區域中的至少一個形成在分別連接至平面的n型區域或平面的p型區域的通孔中。有利地，由於載流子擴散，使用平面區域提供了發光，且可能有利於減少蝕刻損壞和有源區域的損失，否則中央通孔蝕刻將被用於將載流子橫向注入到發光區域中。
優選地，通過選擇的區域生長方式形成n型區域及p型區域之中的至少一個有利地，所選區域的生長至少部分地治癒了蝕刻損傷。此外，鈍化是不必要的，因為沒有剩餘的開口表面切穿多個量子阱。
優選地，通孔是蝕刻通孔。各向異性蝕刻的技術是已知的，並且使得能夠生長並隨後處理較大規模的外延結構，以便提供具有由蝕刻的通孔限定的像素周界的發光二極管結構。這意味著與諸如圖案化的奈米線生長的較小規模的技術相反，可以使用用於生長高質量和有效的外延結構的已知技術。
優選地，發光表面具有基於載流子在發光區域內的擴散長度的面積。有利地，發光表面的形狀和/或尺寸基於擴散載流子的長度是可優化的，這對於在微型LED中提供均勻的發光是有用的。
優選地，發光表面積小於或等於100μm2，並且優選地小於或等於16μm2。有利地，使用包括n型或p型材料的通孔來限定像素使得具有提供高分辨率像素的發光表面的微型LED能夠形成。
有利地，使用通孔來限定像素使得具有提供高分辨率的微型LED能夠形成陣列。這樣的陣列適合於連接到背板，並因此集成到高分辨率顯示器或其他可以是單色陣列或多色的高分辨率陣列中。
優選地，所述至少一個像素由單一電極完全圍繞地定義限定。
優選地，提供一高分辨率微型LED陣列包括所述發光二極管結構。
優選地，所述陣列是多色陣列，優選地，其中所述陣列具有像素間距小於10微米，更優選地，小於4微米。
優選地，通過在襯底上形成多個外延層來提供發光二極管結構和/或微型LED陣列。有利地，在襯底上形成多個外延層意味著可以在連續生長中提供高質量的結構，從而減少生長時間和生長中的雜質。
優選地，多個外延層包括n型區域和發光區域。有利地，這樣的多個外延層包括多層的常規LED結構。有益地，常規的LED結構(可以在p-覆層之後終止)可以作為單體微型LED陣列的後續處理的基礎。
優選地，蝕刻多個外延層，使得蝕刻穿過發光區域以提供限定像素周界的通孔。各向異性蝕刻的技術是已知的，並且使得能夠生長並隨後處理較大規模的外延結構，以便提供具有由蝕刻的通孔限定的像素周長的發光二極管結構。這意味著與諸如圖案化的奈米線生長的較小規模的技術相反，可以使用用於生長高質量和有效的外延結構的已知技術。
優選地，導電材料沉積或生長於蝕刻的通孔內。有利地，用於將載流子注入發光區域的材料也用於限定至少一個像素的發光表面的周界，藉以隔離像 素同時仍提供載流子源，其使像素能夠實現發光表面上的發光及有效復合。
優選地，形成所述額外發光區域包括至少部分地蝕刻通過至少一個發光區域，以局部去除不想要的最長波長。有利地，提供具有淺蝕刻的高品質外延材料，使能夠暴露發光表面，其是由p-n接面(結)形成於所述暴露的發光表面的一側，從而提供對局部暴露的發光區域的穿透。
優選地，形成所述額外發光區域包括在形成分別與所述發光區域及所述額外發光區域相關的每個所述n型區域及所述p型區域之前，至少局部地蝕刻穿過至少一個發光區域以在局部去除一個不想要的最長波長。有利地，所述n型區域及p型區域之中的至少一個是在一個步驟內沉積/生長於一或多個所述暴露的發光區域附近。此外，對於每個暴露的發光區域來說，選擇的區域過度生長以提供另外的n型或p型區域是在一個步驟內進行的，從而減少必要的處理步驟。
優選地，通過在襯底上形成多個外延層來提供發光二極管結構和/或微型LED陣列。有利地，在襯底上形成多個外延層意味著可以在連續生長中提供高質量的結構，從而減少生長時間和生長中的雜質。
優選地，多個外延層包括n型區域和發光區域。有利地，這樣的多個外延層包括多層的常規LED結構。有益地，常規的LED結構(可以在p-覆層之後終止)可以用作作為單體微型LED陣列的後續處理的基礎。
根據說明書和所附申請專利範圍，本發明的其他方面將變得顯而易見。
100:結構
125:n型接點
102:n型區域
126:鏡/阻擋層
104:阻擋層
128:透明導電層
106:未摻雜區域
200:外延結構
108:超晶格
201:深度
110:發光區域
202:厚度
111:孔
204:高度
112:p型區域
206:寬度
113:n型區域
208:像素
116:n型區域
210:寬度
113:n型層
400:發光結構
114:掩模層
500:發光結構
115:通孔
600:發光結構
115:柵格通孔
700:外延結構
117:掩模層
702:未摻雜區域
118:p型區域
704:未摻雜區域
120:導電材料
706:超晶格
120:材料
707:第一發光區域
122:絕緣層
708:第二超晶格
124:p型接點
709:第二發光區域
710:第三超晶格
906:第三像素
711:第三發光區域
1000':平面圖
712:厚度
1000:發光結構
800':平面圖
1001:掩模層
800:結構
1002:n型區域
801:導電材料
1100:發光陣列
802:通孔
100A:外延結構
804:掩模層
100B:外延結構
806:像素
100C:外延結構
900:外延結構
100D:發光結構
901:p型區域
100E:發光結構
902:第一像素
100F:外延結構
904:第二像素
100G:發光二極管器件
圖1A示出了外延結構的截面圖。
圖1B示出了經過處理的外延結構的截面圖。
圖1C示出了經過處理的外延結構的截面圖。
圖1D示出了經過處理的外延結構的截面圖。
圖1E示出了經過處理的外延結構的截面圖。
圖1F示出了經過處理的外延結構的截面圖。
圖1G示出了經過處理的外延結構的截面圖。
圖2示出了圖1C中經過處理的外延結構的平面圖。
圖3示出了圖1F中經過處理的外延結構的平面圖。
圖4示出了經過處理的發光結構的截面圖。
圖5示出了經過處理的發光結構的截面圖。
圖6示出了經過處理的發光結構的截面圖。
圖7示出了具有三個不同的發光區域的外延結構的截面圖。
圖8A示出圖7中經過處理的外延結構的截面圖。
圖8B示出了圖8A中經過處理的外延結構的平面圖。
圖9A示出了進一步加工的圖8A的外延結構的截面圖。
圖9B示出了進一步加工的圖8A的外延結構的平面圖。
圖10A示出了具有三個不同的發光區域的發光結構。
圖10B示出了圖10A的發光結構的平面圖。
圖11示出了圖10A的經過處理的發光結構。
發光二極管(LED)通常通過處理發光結構形成，該發光結構通過在 反應器(例如MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)反應器，MBE(分子束)例如，外延)反應器或其他化學氣相沉積反應器。由於上述原因，用於創建高分辨率微型LED的陣列的已知方法在處理由相對大的晶片襯底上的晶體生長產生的LED以提供用於高分辨率陣列的微型LED時面臨困難。納米線LED陣列用於克服這些處理問題導致與傳統的相對較大的晶片襯底LED生長相比，在生長過程的控制上存在困難，並且一般性能較差。
本公開描述了微型LED，其通過有利地處理可以在相對較大的晶片襯底上生長的發光結構而形成為單體式高分辨率陣列的一部分。有利地，與經顏色轉換的像素相比，可以形成更小、更有效並且更耐降解的原色像素。與貼裝組裝相比，直接在晶圓上生長的外延結構的處理意味著不需要轉移數百萬個像素(以及轉移過程中的相關故障)，因此通過在晶圓上形成像素陣列可以提高生產量。與奈米線相比，標準平面外延沉積層生長的處理意味著以提供高質量生長並因此具有較高內部量子效率(IQE)的方式形成多個量子阱(MQW)。此外，外延結構的處理提供了使用標準表面圖案化技術更好地適合於光提取的平面器件。
在下面的描述中，由所描述的方法和結構產生的其他優點將是顯而易見的。下面參考各種處理步驟來描述提供微型LED陣列的方法(處理步驟可以包括使用其他處理和/或生長設備在生長反應器中和在生長反應器外部執行的步驟)。參照III-V族半導體材料描述了方法和結構。具體地，參考包括基於氮化鎵(GaN)的發光結構的氮化物結構來描述方法和結構，眾所周知，氮化物結構提供了相對高效率的發光結構。然而，在另外的示例中，該方法和結構適用於基於其他材料，特別是基於其他半導體材料的發光結構。
在以下附圖中，使用相似的附圖標記來說明與相同特徵或由相同或相似過程提供的等同特徵有關的結構的各方面。
圖1A示出了結構100，該結構100A是形成單色微型LED像素陣列的基礎的外延結構100A。這樣的單色微型LED像素陣列具有多個單獨的像素，其中，基於這樣的單色微型LED像素陣列連接到電源的方式，每個像素可以是可單獨尋址的(例如，取決於背板相對於微型LED像素陣列的佈置)。
結構100A是通過金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)生長的基於GaN的外延多量子阱(MQW)結構，該結構實際上是LED結構。有利地，可以使用已知技術來提供可以被處理的高質量材料，以提供單體高分辨率微型LED陣列。
在圖1A中，示出了n摻雜的(n-GaN)n型緩衝區域102，在其上生長具有10%的鋁的AlGaN阻擋層(barrier layer)104。通常在襯底(未示出)上形成n型區域緩衝102。AlGaN阻擋層104防止垂直載流子從n型區域102擴散。
在阻擋層104上生長未摻雜區域106(非故意摻雜的GaN)，在未摻雜區域106上生長GaN基超晶格結構108。在超晶格結構108的頂部上有具有多個量子阱(MQW)的發光區域110。n型區域緩衝102、阻擋層104、未摻雜區域106、超晶格108和發光區域110的橫截面顯示為在襯底上生長的多個外延層(未在襯底不是n型區域102本身的程度上未示出襯底)。
GaN的超晶格結構108。在超晶格結構108的頂部上，具有發光區域110，其具有多個量子阱(MQW)。n型區域緩衝102、阻擋層104、未摻雜區域106、超晶格108、和發光區域110的橫截面被示為在襯底(未示出)上生長的外延層。
發光區域110具有MQW。附加地或替代地，發光區域110可以具有單量子阱(SQW)。附加地或替代地，發光區域110可以包括一個或多個量子點。量子阱和量子點限制了載流子，並在使用中基於載流子注入後量子結構中的發射載流子複合提供了光源，例如當分別通過n型和p型區域連接到陰極和陽極 時。
在發光區域110的頂部上示出了p型區域112，其是p型摻雜的GaN層112。p型區域112為發光區域110的載流子注入提供了p型區域。
儘管p型區域112被示出為p-GaN層，但是另外地或替代地，p型區域112由不同的材料形成。
雖然發光區域110包括MQWs，但是在進一步的示例中，發光區域110可以具有單量子阱(SQW)。另外或替代地，發光區域110可以包括一個或多個量子點。量子阱和量子點限制了載流子，並且在使用中，當分別通過n型和p型區域注入載流子以連接到陰極和陽極後，基於量子結構中的載流子複合提供了光源。
儘管典型地在襯底上形成n型區域，但是可替代地，n型區域本身可以是適合於隨後的晶體層的生長的獨立式襯底。在一個示例中，襯底是藍寶石襯底。在其他示例中，襯底是矽襯底或GaN襯底。
外延結構100A可使用MOCVD反應器生長。有利地，這種外延結構100A可以被優化用於MOCVD生長並且提供高質量的生長以有效地產生光。另外地或替代地，可以使用其他沉積和/或生長方法來提供外延結構100，例如MBE。
n型緩衝區域102由n型氮化鎵形成。然而，在另外的示例中，n型緩衝區域102可以由和/或基於其他材料形成。阻擋層104由氮化鋁鎵，例如10%鋁AlGaN形成。有利地，AlGaN阻擋的使用有助於防止多像素結構中的像素之間的電子洩露。然而，在另外的示例中，附加地或替代地，可不使用阻擋層104，或者可以由不同的材料形成阻擋層104。超晶格108由氮化鎵基材料形成。附加地或替代地，超晶格108由其他材料形成。發光區域110包括至少一個量子阱。 附加地或替代地，發光區域110包括另外的量子阱。附加地或替代地，發光區域110包括量子點或其他量子結構。發光區域110是基於氮化鎵的區域，其中至少量子阱由諸如氮化銦鎵(InGaN)或氮化鋁銦鎵(AlInGaN)的基於氮化鎵的材料形成。另外地或可替代地，取決於要生長的結構，使用不同的材料。基於被選擇用於從發光區域110發射的主峰值波長來確定發光區域110中的量子阱的組成。p型區域112由氮化鎵形成。附加地或替代地，可以使用不同的材料來形成p型區域112。發光區域110不包含任何摻雜，例如，其不包含在100A結構的生長期間通過發光區域110的故意摻雜的矽摻雜或鎂摻雜。在進一步的示例中，在發光區域110中使用摻雜，其摻雜程度不影響載流子注入，以便經由由穿入發光區域110的通孔所限定的像素的發光表面發光。在另外的示例中，通過生長或以其他方式形成不同的半導體層，以提供用於處理微型LED的單體陣列的必要基礎結構。
儘管在圖1A中示出了特定的外延結構100A，但是本領域技術人員將理解，取決於特定實施方式的特定需要，可以使用附加的層、層的排除、和替代層以實施本文所述的概念。在其他層的頂部上形成的層的描述指示關於層的生長順序的位置關係，並且不一定排除在第一層與被描述為在所述第一層的頂部的第二層之間的其他層的存在。。
一旦提供了外延結構100A，就可以對其進行處理以提供導電區域，通過該導電區域可以將載流子注入最終的結構中。
因此，圖1B示出了已加工的外延結構100B。圖1A示出了外延結構100，其具有附加的掩模層114。掩模層114使用包括光刻技術在內的已知技術來形成和加工，以便選擇性地形成孔並露出下面的外延結構100的部分，例如，p型區域112。一旦掩模層114的部分被選擇性地去除，就對下面的外延結構100 進行選擇性蝕刻。這種選擇性蝕刻在外延結構100中提供了通孔。通孔是通過去除材料而形成的，以便留下通過剩餘材料的路徑。取決於在掩模層114中暴露的區域的形狀和蝕刻的深度，形成的通孔將具有對應的形式，在示例中，其是溝槽通孔或柱狀通孔的形式。儘管通過蝕刻材料以留下溝槽、孔、或其他路徑來形成通孔，但是在其他示例中，通孔是通過形成材料來額外地或替代地形成的，如此一來與材料的去除相反，材料的不存在會在其他結構內部形成通孔結構。。有利地，將通孔115蝕刻至AlGaN阻擋層104，因此可以提供優化的像素絕緣。有益地，AlGaN阻擋層104為通孔115的蝕刻提供蝕刻終止。
在示例中，掩模層114是氮化矽。另外地或替代地，可使用不同的材料，例如二氧化矽。有益地，氮化矽對於後續的處理步驟來說，是有效且可控的掩模層114。。
圖1C示出了進一步處理的外延結構100D，其具有已經蝕刻穿入外延結構100的通孔115。示出的通孔115已經被從外延結構100C的表面蝕刻穿入外延結構100B到達深度201的未摻雜區域106。為了能蝕刻通孔115，使用光刻技術以便對掩模層進行構圖並在掩模層中打開孔，以使得能夠蝕刻由在掩模中形成的孔所暴露的材料。通孔115以截面示出。在平面圖中，通孔115以柵格結構(例如，參見圖2B的柵格)形成，其中通孔通過穿入發光區域110，形成隔離每個單獨像素的溝槽通孔115，進而限定每個單獨像素208的發光表面的周界，以便限定像素。像素208的寬度210是圖1C所示的通孔115之間的距離。儘管所示通孔115是被蝕刻至未摻雜區域106，在其他示例中，附加地或替代地，將通孔115蝕刻至比圖1C所示還要深或淺的深度201，即便如此仍會穿入發光區域110，故可限定像素的周界。
雖然基於外延結構的蝕刻示出了通過穿入外延結構的發光區域110而 形成限定像素208的發光表面的溝槽的通孔115，但是在進一步的示例中，可使用其他技術來形成具有穿入其的通孔的發光區域，進而限定像素陣列中像素的發光表面的周界。
在一示例中，使用諸如基於等離子體的技術的乾法蝕刻技術來形成通孔115。優選地，使用濕法蝕刻處理以便恢復由通孔115的蝕刻引起的任何損壞。附加或替代地，使用任何合適的蝕刻技術以形成通孔115。
一旦在外延結構100C中形成通孔115，就形成了n型材料的選擇性過度生長。圖1D示出圖1C中的結構100C被進一步處理以提供發光結構100D。如圖所示，通孔115穿入發光區域110到達未摻雜區域106。圖亦示出圖1C的掩模層114之上的額外掩模層(以掩模層117示出於p型區域112之上，且增疊於掩模層114)。利用已知的光刻及蝕刻技術，將額外掩模層117和掩模層114選擇性地構圖及處理以產生孔111，進而穿入掩模層114、117並下至p型區域112，以暴露下面的結構。
在額外掩模層117和掩模層114中所暴露的孔111是置中地形成於穿入發光區域110而形成的通孔115所限定的像素周界之內。附加地或替代地，孔111是位於任何合適的位置以提供發光。在平面視角下，孔的截面形狀是由為了提供該孔而所使用的構圖及蝕刻步驟而定。孔111具有約800nm的寬度。在其他的示例中，孔111具有寬度206，其大小取決於針對載流子注入及像素佈置的偏好實施方式。一旦孔111被提供了，亦提供了n型材料的選定區域過度生長，其用以形成用於將載流子注入發光區域110的n型區域116。圖1D的發光結構100D被處理以提供圖1E的發光結構100E，其中n型區域116被示出於孔111之內，如此n型區域116是生長於p型區域112之上。如圖1E中所示，另外的掩模層117已被去除。為了使載流子能被注入發光區域110，以p型區域112形 成電極。這被示出於圖1F中。
圖1F示出與圖1A、、1B、1C、1D、1E中的100A、100B、100C、100D、100E相同的基礎結構，然而，圖1F所示的結構100F有被更進一步地處理。以圖1F中被處理的外延結構100F說明被沉積的掩模層114在示例中是為氮化矽層，其被蝕刻穿入以提供通孔115，仿如圖1A到1E所示。通孔115被垂直地蝕刻穿入外延結構100F直到未摻雜區域106。接著，導電材料120被形成於通孔115之內，以提供穿入發光區域110的導電區域。這樣的導電材料為金屬，並且經由已知的沉積技術結合已知的光刻技術所提供。在示例中，導電材料是高反光性的金屬，其有益於提供公共電極和在像素中的優異光學隔離。儘管示出的金屬是在n型區域的選定區域過度生長之後被沉積於通孔內，在其他的示例中，附加地或替代地，材料是在n型區域的選定區域過度生長之前被沉積於通孔內。在示例中，金屬是在通孔115蝕刻後才被沉積於通孔內，故利用掩模層114來提供用於沉積金屬在通孔115內的孔。一旦提供了外延結構100F，將其處理以形成發光二極管器件。這種通孔內材料的過度生長或沉積可以藉由滯留原位的掩模層114達成，例如，這樣在p型區域112上不發生生長。
示出的n型區域116從掩膜層114的表面凸出。有利地，這使得摻雜的過度生長能夠接觸。結構100F未按比例示出，但是，在示例中，形成在n型緩衝區域102上的結構的厚度202可以為大約300nm，其中n型區域116在外延結構200的厚度202之外更進一步延伸700nm的高度204。。在一個示例中，通孔115的寬度206可以為大約800nm。在另外的示例中，結構的尺寸由例如所使用的技術和所需的結構而確定。例如，所使用的材料的晶體習性可以確定凸出任何掩模層表面的材料的生長形狀。通過蝕刻已經在掩模層114中暴露的孔，可以通過在通孔115中沉積材料120來形成柵格，如圖2所示。
如箭頭所示，在圖1F中，n型區域116提供有效的陰極，而形成於通孔115內的材料120提供有效陽極，從而在使用合適的電源時允許載流子注入發光區域110。來自n型區域116和p型區域112的載流子複合於發光區域110內，在此之前，載流子從n型區域116擴散穿入p型區域112。有利地，電子及電洞的載流子注入從發光區域110的同一側完成，因此提供了直通量子阱的“上”注入。注入到發光區域110中的載流子可以基於注入到發光區域110的多量子阱結構中的載流子的載流子擴散長度，以提供可以經由位於通孔115內蝕刻穿入發光區域110的材料120所形成的像素周邊限定的發光表面發射的光。發光結構100F的平面圖300在圖3中示出。
圖3示出如關於圖1A所描述的通孔115中形成的材料120提供了蝕刻穿入結構100A的柵格通孔115。此外，其示出了形成於由通孔內的材料120提供的公共電極的通孔115內的材料120所限定的像素208內的孔111中的n型區域116。在一示例中，孔111及n型區域116是置中形成於每個要尋址的像素208中。在每個像素208內的中心位置示出了n型區域116。公共陽極電極的這種佈置使載流子能注入p型區域112及可形成獨立尋址的陽極電極的單個柱狀n型區域116，其可被用於激發單色高分辨率微型LED陣列中的單個像素208。
圖1G示出了參照圖1A至圖1F描述的經處理的發光結構的截面圖。通過翻轉圖1F的發光結構來提供經處理的發光二極管器件100G，以便通過n型緩衝區域102提取光，從而避免由於p型接點124而引起的吸收。(圖1G中的箭頭顯示了來自像素208的發光表面的光的方向，該方向由穿入發光區域110的通孔115限定)。又示出陽極連接形成連接至通孔115內的材料的n型接點125。陽極連接125形成遵循柵格的公共電極，如圖2和圖3所示。
此外，圖1G示出絕緣層122。絕緣層122隔絕用於接觸p型及n型區 域的任何連接。優選地，絕緣層是二氧化矽。示出每個被尋址的像素208的陰極連接至p型接點124。附加地，鏡/阻擋層126配置為反射從發光區域110射出發光表面的光，其中以限定像素208周界的通孔115中的n型區域116來限定發光表面。此結構可以平面化，故平面化的絕緣層122提供背板可以連接至接點124、125及其他接點124的表面。有利地，接點124可以連接至背板，故陣列中每個像素的接點124被接觸且可獨立尋址。
示出透明導電層128，其優選地可以是在n型緩衝區域102上形成的氧化銦錫(ITO)，以提供從微型LED的發光陣列的像素208的導電和有效的光提取。
有利地，無需像素間的電隔離蝕刻，因為通孔115中形成的金屬提供公共電極。n型區域116被設計為電隔離而無需蝕刻。此設計允許更緊密的像素集成，同時保留好的光學隔離。
儘管圖2和3示出中單個像素截面(具有寬度210)，但是應當理解，參照圖1A至1G說明的外延結構100的選擇性蝕刻以及其所提供的通孔溝槽中導電材料120的形成會產生電極柵格，其實質為導電材料120穿入外延結構100的發光區域110所限定的所有像素的公共電極(在此為陽極)。有利地，選擇性區域的n型材料生長是使用了相對較高溫度的金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)反應器進行。這種相對較高溫度的退火會造成任何開放性MQW表面的鈍化與瑕疵。加工後在MQW周邊沒有懸空的鍵，因此不再需要鈍化。因此，有利地，在發光區域110中實現了大大減少的非輻射性複合。在示例中，公共電極用單個電極完全圍繞地限定至少一個像素，以將該像素隔離。
圖3示出與圖1F所示的相應結構100F的平面圖300。平面圖300示出比圖1F所示更多的像素208。本領域技術人員理解，通過本文描述的方法可 形成的像素208的數量不限於圖3所示的像素208的數量，並且圖3示出蝕刻穿入外延結構的通孔115伴隨著通孔115內的導電材料120的平面圖300的示例性部份。柵格結構利用導電材料120形成公共電極，例如公共陽極。柵格可以用於限定像素208(儘管只有一個像素被標示，但是很明顯，通孔115是帶有導電材料120的溝槽通孔，其所形成的矩陣可用於限定多個像素208)，其中每個像素208的發光表面被示出為正方形像素208的平面圖300內的面積，而正方形像素208由柵格矩陣內形成的選擇性蝕刻通孔115伴隨著在其內的導電材料120所限定。儘管通過蝕刻材料以留下溝槽、孔或其他路徑來形成通孔，但是在其他示例中，通孔是通過形成材料來額外地或替代地形成的，如此一來與材料的去除相反，材料的不存在會在其他結構內部形成通孔結構。
在示例中，像素208的寬度210約為3μm。優選地，基於載流子擴散長度來選擇像素208的寬度210，該載流子擴散長度用於使像素208的發光表面能夠高效地發射光。有利地，由於由導電材料120形成的電極繞著每個像素208的周邊，並穿入發光區域110，因此不需要像素208的進一步電隔離。在其他示例中，每個像素208的發光表面小於100平方微米。在另外的示例中，每個像素208的發光表面小於16平方微米。儘管示出像素208具有相同的尺寸和發光表面的形狀，但是在進一步的示例中，陣列設置有具有不同形狀和/或尺寸的不同像素。
儘管在圖1A至圖1G中示出了各個像素的截面圖，但是本領域技術人員理解每個像素僅形成像素陣列的一部分。儘管該陣列被示為具有正方形像素的網格(例如，在圖2和3中)，但是在進一步的示例中，例如可以通過經由圖1所示的外延結構蝕刻不同的圖案來提供不同形狀的像素。
有利地，使用金屬作為通孔115中的導電材料120為像素提供了光學 隔離。金屬可以是高反射且延著金屬層，如沉積於像素表面之上的鏡/阻擋層126，其可提供優化的光輸出及好的像素對比。
此外，有益地，電子輕易地從n型區域116傳播穿入p型區域112，因此在發光區域110內提供了有效的複合。
有利地，只有使n型材料過度生長以提供n型區域，進而提供正偏結(接面)。有利地，載流子逆著電場方向從p型區域及n型區域擴散至發光區域，故免除了電子阻擋層的需求。有利地，因為p型區域112及n型區域116在發光區域110的同一側，可以用非常淺的蝕刻方法來蝕刻這些相對薄的區域，即可限制蝕刻損傷。此外，n型區域116的凸起有助於隱藏式公共金屬及公共陽極的設置。
有利地，n型緩衝區域102的緩衝厚度可以用於形成光提取特徵以助從LED結構提取光。n型緩衝區域102可以依需求薄化，其有利於小間距陣列。有益地，使用伴隨導電材料的通孔115表示任何為了優化光提取的粗化蝕刻皆無需像素的物理隔離即可達到電隔離，因為可以利用絕緣的未摻雜GaN區域106作為大部份的緩衝。在示例中，在AlGaN阻擋層104終止通孔的蝕刻有助於此。
儘管示出了以提供柵格通孔穿入發光區域並限定像素的模板的概念，其中使用p-GaNp型區域118加上與發光區域110同側由n-GaN提供的置中n型區域116來限定像素，在另外的示例中，該概念的不同實現是可能的，其中部份實施就以下附圖進行描述。
例如，可以利用載流子擴散到量子結構中的不同結構，來提供具有限定像素的通孔的單體高分辨率微型LED陣列，其中，載流子在複合於發光區域之前，從至少其中一個p型及n型區域擴散穿入其他n型或p型區域。
圖4示出了根據上述概念的發光結構400的截面圖(其中限定了陣列 中的單一像素，並使用相同的術語以類比例如圖2及圖3之中具有像素寬度210的像素208)。圖中示出了依圖1F所描述的相同外延結構100F。在圖4的示例中，n型區域113形成於發光區域110之上，以替代形成於發光區域110上的p型區域112。接著，沉積掩模層114並加工，以提供孔。將孔蝕刻穿入掩模層114以形成終止於未摻雜區域106的通孔115，進而提供用於將導電材料120沉積於通孔115內的溝槽。在這些通孔115(溝槽通孔)中的導電材料120是用於提供穿入發光區域110的公共電極柵格，其限定像素208並實質地提供能讓載流子注入n型區域113的公共陰極柵格。依圖1及圖3所說明的補充方法中，可以藉由在額外掩模層117之中開中央孔111，並利用p型材料的過度生長在n型區域113上沉積或生長p型區域118，即可在各個像素208中提供陽極。所實施的構圖及蝕刻步驟取決於要產生的特定結構，並且可使用已知的技術。在圖4的示例中，來自n型區域113和p型區域118的載流子複合於發光區域110內，在此之前，載流子從p型區域118擴散穿入n型區域113。
圖5及圖6描述了實施載流子注入至p型及n型區域的更進一步示例，其使載流子在複合於發光區域之前，從其中一個p型區域及n型區域擴散穿入其他n型或p型區域。
圖5基於依圖1E描述的發光結構100E，示出了經處理的發光結構500。於圖5中，不是通過例如在通孔115中沉積金屬來形成導電材料120，而是使用進一步的過度生長步驟在通孔115中形成p型區域118。於像素208的中央使用n型過度成長形成n型區域116的方式是類似於圖1所描述的方式。由於與n型區域116及通孔115內的p型區域118的電接觸，電極形成與n型區域116及p型區域112的電連接。包括p型過度生長材料的通孔115限定像素周界，並與身為外延層的p型區域112共同作用，以提供與n型區域116產生的載流子複合的 載流子，又該載流子在複合於發光區域110之前擴散穿入p型區域112。p型區域112是外延層，而p型區域118在通孔內採用通孔115的形狀。在另外的示例中，附加地或替代地，在提供載流子從發光區域110的同側擴散至發光區域110之效果的同時，p型區域112及p型區域118以不同的形狀形成。
圖6示出經處理的發光結構600，其共用依圖4描述的n型層113。在圖6中，不是於通孔115中形成導電材料120，而是通過n型材料的過度生長於通孔115中形成n型區域116以提供通孔115內的n型區域116，其與n型層113作用以提供在與p型區域118產生的載流子複合之前擴散至發光區域110的載流子，而該載流子在複合於發光區域110之前擴散穿入n型區域113。於像素208的中央使用p型過度生長形成p型區域118的方式是類似於圖1所描述的方式。另外，所示通孔115被蝕刻至n型緩衝區域102。在另外的示例中，附加地或替代地，在穿入發光區域110以限定像素周界的同時，通孔115在結構600內被蝕刻至不同的深度。n型區域113是外延層，而n型區域116在通孔內採用通孔115的形狀。在另外的示例中，附加地或替代地，在提供載流子從發光區域110的同側擴散至發光區域110之效果的同時，n型區域113及n型區域116以不同的形狀形成。
儘管上面已經描述了單色高分辨率微型LED陣列，但是如這裡所描述的，可以基於通過多個發光區域的蝕刻來提供多色高分辨率微型LED陣列。
圖7示出了外延結構700。外延結構700是以與參照圖1描述的外延結構100類似的方式提供。然而於圖7的示例中，結構700具有三個發光區，而不是具有被佈置為發射具有峰值主波長的光的一個發光區域110。另
Figure 110109480-A0305-02-0023-1
，p型區域不是生長於初始的結構頂部，而是在隨後的階段沉積/生長。示出了在其上提供有第一發光區域707的超晶格706。在第一發光區域707上，提供了未摻雜區 域702，其後是第二超晶格708和第二發光區域709。在第二發光區域709上，提供了另外的未摻雜區域704和第三超晶格710，之後是第三發光區域711。第一發光區域707被配置為發射與第二發光區域707被配置為發射的主峰值波長不同的主峰值波長，該主峰值波長又與第三發光區域711配置發射的主峰值波長不同。第一發光區域707被配置為發射藍光，第二發光區域709被配置為發射綠光，並且第三發光區域711被配置為發射紅光。此結構700，其通常具有厚度712在600nm和800nm之間，為形成用於提供單體高分辨率RGB micro LED陣列的加工基礎(可以包括另外的生長步驟)的外延結構700。
有益地，結構700在一個生長過程中形成。有利地，結構700被形成為使得發光區域707、709、711在垂直方向上相對緊密地間隔開(如厚度712所示，厚度712包括發光區域707、709、711，以及超晶格結構和未摻雜的恢復層)，並且因此，隨後的淺蝕刻可以被用來蝕刻穿入發光區域707、709、711，並去除一些被認為是多餘的發光區域707、709、711。在以下用於提供微型LED的高分辨率單體彩色陣列的過程中，這被證明特別有益。
如圖7所示的外延結構700是以類似於圖1的外延結構100的方式處理的，以提供圖8A的處理後的結構800。圖8A示出了掩模層804沉積在外延結構700上，並且使用光刻技術對其進行構圖，以便暴露出下面的外延結構700，以使得能夠選擇性地蝕刻通過外延結構700，特別是通過三個發光區域707、709、711。通過外延結構700的選擇性蝕刻(通常使用乾法蝕刻技術)提供了通孔802，可以通過在通孔802中形成導電材料801來填充通孔802。在圖11中，導電材料801示出為沉積於通孔802之內。使用已知的光刻及沉積處理技術將導電材料801沉積於通孔802之內，並且可實施在處理外延結構700過程中的任何合適階段以提供多色發光器件。
通孔802及其內的導電材料801穿入發光區域707、709、711以限定單一像素的周界。這在圖8B的平面圖800'中得到了演示，該圖示出了像素806(只有一個被標記)被形成在作為溝槽通孔的通孔802中的導電材料801包圍，並實質地為像素806提供了公共電極。如圖8A及8B所示，通孔802作為穿入發光區域707、709及711的溝槽通孔，其限定的每個像素具有三個不同的發光區域707、709及711。因此，為了提供RGB陣列，像素被選擇性的蝕刻以在特定的像素中去除不理想的波長。參考圖9A及9B對此進行演示。
圖9A示出了如何在局部去除不想要的最長波長，以便留下每個像素所需的發光區域。在圖9A的經處理的外延結構900中，示出了通孔802中的導電材料801形成穿入所有發光區域707、709及711的公共柵格陽極。在第一像素902中，綠色的第二發光區域709和紅色的第三發光區域711已經被蝕刻掉，以便留下藍色的第一發光區域707。在第二像素904中，紅色的第三發光區域709已經被蝕刻掉了以便留下藍色的第一發光區域707以及第二綠色發光區域909。在第三像素906中，沒有任何發光區域707、709、711被去除，因此全部被保留。每個像素902、904、906是由蝕刻穿入外延結構700並且特別是穿過發光區域707、709、711所生的通孔802所限定。一旦像素被蝕刻後，p型區域901形成於外延結構上，如此p型區域位於每個對應的發光區域旁。有利地，用於每個像素902、904及904的p型區域是形成於單一工序生長步驟。
圖9B示出了對發光區域707、709、711的選擇性蝕刻如何導致專用於發射不同波長的像素。例如，第一像素902可以被接觸以便發射藍光。第二像素904可以被接觸以便發射綠光。第三像素906可以被接觸以便發射紅光。可以通過選擇性地將像素專用於發射特定的主峰值波長來形成高分辨率的單體紅綠藍光發光微型LED陣列。
圖10A顯示了薄而保形的掩模層1001，該掩模層被圖案化並打開以暴露每個像素902、904、906中的中心孔。一旦中心孔已經暴露(使用光刻技術)在每個像素902、904及906中，可以選擇性地蝕刻外延結構700以在掩模層1001提供其中形成有n型區域1002的孔。由於已經去除了局部最長波長的發光區域，因此選擇性蝕刻得以進入每個像素所需波長的發光區域。有利地，結構的創建和處理的安排是以最少數量的處理步驟來形成最終結構為訴求。這在圖10B中得到了展示，其中示出了具有以n型區域1002在每個像素902、904、906中心形成p型區域1002的陣列平面圖1000'。
利用類似於以上關於單色單體高分辨率微型LED陣列所描述的方式，可以翻轉並進一步處理經處理的發光結構1000，以便連接用於控制各個像素的背板。圖11示出了具有三個不同顏色像素的發光陣列1100的截面圖。圖式示出了被配置為發射具有藍色的主峰值波長的光的第一像素902；被配置為發射具有綠色的主峰值波長的光的第二像素904；以及，被配置為發射具有紅色的主峰值波長的光的第三像素906。
每個像素902、904及906的載流子注入發生於載流子擴散進入發光區域的局部(906的711、904的709及902的707)。在複合於相關的發光區域之前，被注入在n型區域1002內的載流子擴散穿過p型區域901。僅管是參考形成於限定像素周界的通孔內的導電材料以及每個像素中由n型區域形成用於與背板連接的中心n型區域所形成的公共陽極來描述高分辨率RGB微型LED陣列，但是本領域技術人員將理解替代實施方式，例如參照高分辨率單色微型LED陣列描述的替代實施方式，可以應用於高分辨率RGB微型LED陣列，其中包括，例如形成以n型層提供的n型區域，而不是以p型層901形成的p型區域901，又如以p型過度生長形成的中心p型區域代替中心n型區域1002。此外，本領 域技術人員理解，儘管依圖7至圖11的示例示出了穿過發光區域707、709及711以限定像素周界的通孔802的形成，其中利用了通孔802中的導電材料801、每個像素中的中心n型區域以及形成於發光結構上的p型區域901，在其他的示例中使用不同的實施方式(例如，使用參照圖1至圖6所描述的任何實施方式)。
有利地，通過形成提供p型區域901的層，在同一步驟中沉積不同的有源區域。有益地，孔不會深入延伸到結構中，因此只能達到垂直延伸至最接近的QW結構，如此在多色顯示器中導致更好的顏色純度。有利地，當提供p型區域901的層被n型層替代，並且像素中心使用p型區域而非n型區域，一旦電子擴散到p型材料之外，電子就會逆著電勢梯度移動，因此不會期望電子擴散深入到發光區域的量子阱結構中。
儘管上面描述了具有限定像素的發光表面的像素，其中像素周界由穿過一個或多個發光區域的通孔限定，以使像素配置為發出具有主峰值波長的光，在一個示例中，對於多色結構，通過多個發光區域形成公共通孔，並且如上所述，使用過度生長來選擇性地蝕刻發光表面中由通孔形成周界而限定的一部分，以形成接點，如此像素可能會發出多個不同的主峰值波長。有利地，這樣的結構使微型LED能夠更緊密地集成。
有利地，通過使用上述結構和方法，可提供高分辨率微型LED的單體陣列。這樣的陣列可以包括單色或彩色陣列，因此可應用於需要高分辨率發光結構的多種應用。有益地，這種單體高分辨率微型LED陣列的像素間距小於10微米。在一些示例中，這種單體高分辨率微型LED陣列的像素間距小於4微米。在其他示例中，這種單體高分辨率微型LED陣列的像素間距小於3微米。儘管以柵格形式的正方形像素描述了陣列，但是在其他的示例中實施了陣列中像素的其他形式和圖案。
之所以能形成高質量的發射陣列，至少部分是因為使用平面外延結構，該平面外延結構是以最小的過度生長進行形成(生長或提供)及處理，進而隔離緊密集成的陣列中的像素。有益地，穿過外延結構的發光區域的通孔同時地隔離了像素並且提供了改善陣列中所有像素的電接觸的效果。有利地，提供堆疊的發光區域意味著可以識別期望的發光區域並且暴露其表面以進行有效的處理和接觸，以提供改進的發光二極管結構和單體高分辨率微型LED陣列。
儘管參照以MOCVD進行的生長來描述上述LED結構，但是在一些示例中，通過不同和/或補充技術的生長是有益的。例如，通過MBE的生長可以實現較涼和/或較慢的生長速率，這對於上述生長和處理步驟可能具有益處。儘管以任何順序描述了以上處理步驟，但是本領域技術人員理解，在其他的示例中，以適合於獲得目標結構的任何順序來執行處理步驟。根據以上描述，明顯地在不脫離這些概念的範圍的情況下，可使用各種技術來實現本申請中所描述的概念。此外，雖然已經具體參考某些實施方式而描述了概念，但本領域具有通常知識者將認識到，可在形式和細節上作改變而不偏離這些概念的範圍。如此，所描述的實施方式在所有方面都會被認為是說明性的而非限制性的。而且，應該理解本申請並不限於上述的特定實施方式，而是在不脫離本發明範圍的情況下可進行許多重新安排、修改和替換。
100G:發光二極管器件
102:n型區域
104:阻擋層
106:未摻雜區域
108:超晶格
110:發光區域
112:p型區域
122:絕緣層
124:p型接點
125:n型接點
126:鏡/阻擋層
128:透明導電層
202:厚度
210:寬度

Claims (10)

  1. 一種發光二極管結構，包括：p型區域；n型區域；發光區域，所述發光區域用於複合可由所述p型區域及所述n型區域注入的載流子，其中所述p型區域及所述n型區域位於發光區域的同一側；及通孔，所述通孔穿過所述發光區域，其中所述通孔限定至少一像素的一發光表面的周界並且包括一材料配置為使載流子能夠注入所述p型區域及所述n型區域，其中所述p型區域及所述n型區域的其中之一配置為使產生於其中的載流子會在複合於發光區域之前擴散穿過所述p型區域及所述n型區域其中的另一個。
  2. 根據請求項1所述的發光二極管結構，其中所述發光區域包括至少一外延量子阱層。
  3. 根據請求項1所述的發光二極管結構，其中所述通孔包括至少部份的所述p型區域及所述n型區域。
  4. 根據請求項1所述的發光二極管結構，其包括一額外發光區域，其中所述通孔穿過兩者，即所述發光區域及所述額外發光區域，其中所述發光區域及所述額外發光區域配置為發出不同波長的光，又其中所述發光區域及所述額外發光區域佈置為所述發光區域及所述額外發光區域的表面區域部份重疊。
  5. 根據請求項4所述的發光二極管結構，其包括至少三個發光區域，其中，其中一個發光區域發出藍光；其中一個發光區域發出綠光；其中一個發光區域發出紅光。
  6. 根據請求項1所述的發光二極管結構，其中所述通孔是限定包括複數個像素的陣列的柵格通孔，其中所述柵格通孔設置為提供一公共電極。
  7. 根據請求項1所述的發光二極管結構，其中所述發光表面具有一面積基於發光區域內載流子的擴散長度。
  8. 根據請求項1所述的發光二極管結構，其中所述至少一個像素由單一電極完全圍繞地限定。
  9. 一個微型LED陣列包括請求項1的發光二極管結構。
  10. 一種發光二極管結構的形成方法，包括：形成一p型區域；形成一n型區域；形成一發光區域，所述發光區域用於複合可由所述p型區域及所述n型區域注入的載流子，其中所述p型區域及所述n型區域位於發光區域的同一側；及形成一通孔，所述通孔穿過所述發光區域，其中所述通孔限定至少一像素的一發光表面的周界並且包括一材料配置為使載流子能夠注入所述p型區域及所述n型區域，其中所述p型區域及所述n型區域的其中之一配置為使產生於其中的載流 子會在複合於發光區域之前擴散穿過所述p型區域及所述n型區域其中的另一個。
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US20100202483A1 (en) * 2009-01-08 2010-08-12 Quantum Electro Opto Systems Sdn. Bhd. Two terminal light emitting and lasing devices and methods
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