[发明专利]包括用于增加LED的接触表面积的3D结构的装置

说明书

本文公开了一种包括第一三维(3D)结构(1050)和第二3D结构(1055)的装置(LED阵列1000)。第一3D结构可以包括具有半极性刻面的第一型掺杂半导体材料(1020)。第二3D结构可以形成发光二极管(LED)。第二3D结构可以包括第二型掺杂半导体材料、有源层和第一型掺杂半导体材料(1020)。该装置还可以包括导电层(1090)，该导电层至少部分地覆盖第一型掺杂半导体材料(1020)的半极性刻面并与该半极性刻面欧姆接触。第一3D结构的第一型掺杂半导体材料和第二3D结构(1055)的第一型掺杂半导体材料可以从公共的第一型掺杂半导体外延层蚀刻。在一些实施例中，第一型掺杂半导体材料可以包括N型掺杂半导体材料，并且第二型掺杂半导体材料可以包括P型掺杂半导体材料。

技术领域

本公开总体上涉及发光二极管(LED)。更具体地，本公开涉及包括用于增加接触表面积的三维(3D)结构的LED。

相关申请

本申请要求于2020年2月20日提交的美国临时申请第62/978,984号的权益，该申请被转让给本申请的受让人，并通过引用以其整体并入本文。

背景

发光二极管(LED)将电能转换为光能，并提供许多优于其他光源的优势，例如减小尺寸、改善耐用性和提高效率。LED可用作许多显示系统(例如电视、计算机监视器、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、投影系统和可穿戴电子设备)中的光源。随着LED的尺寸变得越来越小，各种特征的物理尺寸的减小往往会降低LED亮度。有必要提高LED的亮度，特别是在减小的物理尺寸的情况下。

概述

本公开总体上涉及微发光二极管(微LED)。更具体地，本公开涉及包括用于增加接触表面积的三维(3D)结构的LED。本发明的方面包括根据权利要求1的装置、根据权利要求12的方法和根据权利要求15的系统。有利的实施例可以包括从属权利要求的特征。

根据某些实施例，可以提供包括第一三维(3D)结构和第二3D结构的装置。第一3D结构可以包括具有半极性刻面(facet)的第一型掺杂半导体材料。第二3D结构可以形成发光二极管(LED)。第二3D结构可以包括第二型掺杂半导体材料、有源层和第一型掺杂半导体材料。该装置还可以包括导电层，该导电层至少部分地覆盖第一型掺杂半导体材料的半极性刻面并与该半极性刻面欧姆接触。在一些实施例中，导电层可以是或者包括金属和/或透明导电氧化物。第一3D结构的第一型掺杂半导体材料和第二3D结构的第一型掺杂半导体材料可以从公共的第一型掺杂半导体外延层蚀刻。

在一些实施例中，第一型掺杂半导体材料可以包括N型掺杂半导体材料，而第二型掺杂半导体材料可以包括P型掺杂半导体材料。例如，N型掺杂半导体材料可以是或者可以包括磷化铝铟镓(AlInGaP)或III族氮化物材料。

在一些实施例中，第一3D结构和第二3D结构可以具有基本相似的台面形状。例如，第一3D结构和第二3D结构中的每一个可以具有抛物线形状。在其它实施例中，第一3D结构和第二3D结构可以具有不同的形状。例如，第一3D结构可以具有矩形平台形状，而第二3D结构可以具有抛物线形状。可选地，第一3D结构和第二3D结构可以具有基本相似的高度。

在一些实施例中，导电层可至少部分地覆盖第一3D结构，并且可以支撑用于LED的N触点键合凸块。导电层还可以至少部分地覆盖第二3D结构，并且可以支撑用于LED的P触点键合凸块。N触点键合凸块和P触点键合凸块相对于基底可以具有相似的高度，第一3D结构和第二3D结构形成在该基底上。

在一些情况下，第一3D结构还可以包括第二型掺杂半导体材料和有源层。在这种情况下，第一3D结构的第二型掺杂半导体材料和第二3D结构的第二型掺杂半导体材料可以从公共的第二型掺杂半导体外延层蚀刻。类似地，第一3D结构的有源层和第二3D结构的有源层可以从公共的外延层蚀刻。可选地，导电层还可以至少部分地覆盖第二型掺杂半导体材料的表面和第一3D结构的有源层。