[发明专利]发光二极管器件

说明书

描述了包括具有半导体层的台面的发光二极管(LED)器件，该半导体层包括n型层、有源层和p型层。该台面具有顶表面和至少一个侧壁，该至少一个侧壁限定了具有底表面的沟槽。钝化层在至少一个侧壁上和在台面的顶表面上，该钝化层包括一种或多种低折射率材料和分布式布拉格反射器(DBR)。p型接触在台面的顶表面上，并且n型接触在沟槽的底表面上。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及发光二极管(LED)器件及其制造方法。更特别地，实施例涉及包括共形的钝化层的发光二极管器件。

背景技术

发光二极管(LED)是一种半导体光源，当电流流过它时，其发射可见光。LED组合了p型半导体和n型半导体。LED通常使用III-V族化合物半导体。III-V族化合物半导体在比使用其他半导体的器件更高的温度下提供稳定的操作。III-V族化合物通常形成在由蓝宝石氧化铝(Al₂O₃)或碳化硅(SiC)形成的衬底上。

各种新兴的显示器应用(其包括可穿戴设备、头戴式显示器和大面积显示器)需要由高密度microLED(μLED或uLED)阵列组成的小型化芯片，其横向尺寸低至小于100μm×100μm。microLED(uLED)的直径或宽度通常具有约50μm或更小的尺寸，其用于通过紧密排列包含红色、蓝色和绿色波长的microLED来制造彩色显示器。

microLED是独特的像素架构，与较大的单片管芯相比，其需要根本上不同的设计规则以获得高效的操作。microLED的尺寸与允许大管芯(＞20∶1的体-侧壁纵横比)高效操作的工业上可扩展的光刻工艺能力的极限相抵触，例如复杂的反射镜和电接触几何形状。另外，由于典型器件的体：侧壁纵横比＜20∶1，因此表面复合效应主导器件行为，尤其是在与microLED显示器应用相关的低电流下。为了减轻表面复合对降低光输出的负面影响，可能需要电钝化。

发明内容

本公开的实施例针对LED器件和用于制造它们的方法。第一方面涉及一种发光二极管(LED)器件，其包括：包括半导体层的台面，该半导体层包括n型层、有源层和p型层，该台面具有顶表面和至少一个侧壁，该至少一个侧壁限定了具有底表面的沟槽；在至少一个侧壁上和在台面的顶表面上的钝化层，该钝化层包括一种或多种低折射率材料和分布式布拉格反射器(DBR)；在台面的顶表面上的p型接触；和在沟槽的底表面上的n型接触。

本公开的另一方面涉及一种制造发光二极管(LED)器件的方法，包括：在衬底上沉积多个半导体层，其包括n型层、有源层和p型层；蚀刻半导体层的一部分以形成限定像素的至少一个沟槽和至少一个台面，该至少一个台面包括半导体层、顶表面和至少一个侧壁；在至少一个侧壁上和在至少一个台面的顶表面上沉积钝化层，该钝化层包括一种或多种低折射率材料和分布式布拉格反射器(DBR)；在至少一个台面的顶表面上形成p型接触；以及在至少一个沟槽中形成n型接触。

本公开的另一方面涉及一种发光二极管(LED)器件，包括：包括半导体层的台面，所述半导体层包括n型层、有源层和p型层，所述台面的高度小于或等于其宽度，所述台面具有顶表面和至少一个侧壁，所述至少一个侧壁限定了具有底表面的沟槽；在所述至少一个侧壁上和在所述台面的顶表面上的第一钝化层，镜面层包括氮化硅(SiN)、氧化钛(TiO₂)、氧化铌(NbO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铪(HfO₂)、氮化铝(AlN)、二氧化硅(SiO₂)和掺铪二氧化硅(HfSiO₂)中的一种或多种；在所述第一钝化层上的第二钝化层，所述第二钝化层包括分布式布拉格反射器(DBR)和折射率在从约1至约2.2范围内的低折射率材料中的一种或多种；在台面的顶表面上的p型接触；和在沟槽的底表面上的n型接触。

附图说明