全彩发光二极管结构及其制造方法技术

本公开提供一种发光二极管结构，该发光二极管结构包括基板、第一半导体层、第二半导体层以及色转换层。第一半导体层形成在基板上，第一半导体层包括在其中形成的第一发光二极管单元和第二发光二极管单元。第一发光二极管单元和第二发光二极管单元发出第一颜色的光。第二半导体层形成在第一半导体层的上方，第二半导体层包括在其中形成的第三发光二极管单元。第三发光二极管单元发出不同于第一颜色的第二颜色的光。色转换层形成在第一发光二极管单元上，用以将第一颜色的光转换为不同于第一颜色和第二颜色的第三颜色的光。颜色和第二颜色的第三颜色的光。颜色和第二颜色的第三颜色的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全彩发光二极管结构及其制造方法


[0001]本公开涉及发光二极管(LED)结构和制造该发光二极管结构的方法，具体涉及一种全彩发光二极管结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，LED(Light Emitting Diode)在照明应用中变得流行起来。作为光源，LED具有光效高、能耗低、寿命长、体积小和切换快等优点。
[0003]具有很多微型尺寸LED的显示器被称为微型LED(micro
‑
LED)。微型LED显示器具有形成单个像素元件的微型LED阵列。像素可以是显示器上的微小照明区域，是构成图像的众多区域之一。换句话说，像素可以是小的离散元素，它们一起构成显示器上的图像。像素通常以二维(2D)矩阵排列，并使用点、正方形、矩形或其他形状表示。像素可以是显示器或数字图像的基本构建块，并具有几何坐标。
[0004]在形成全彩图像时，像素可以由多个发出不同颜色的光的子像素组成，每个子像素可以被控制或驱动发出不同颜色的光。在制造全彩LED显示器时，由于不同颜色的LED的制作工艺或材料不同，因此发出不同颜色的光的子像素是单独制作的。然后将子像素集成以形成全彩像素。然而，在制造过程中，通过集成多个子像素LED来形成全彩像素是比较困难的，当微型LED台面变得更小时，该问题甚至会更加严重。对于高分辨率微显示器来说，通过传质方法在同一平台上集成多个微型LED几乎是不可能的。
[0005]本公开的实施例提供一种全彩发光二极管结构及其制造方法来解决上述问题，其中可以在同一平台上集成多个发射不同颜色的子像素，且没有传质的缺陷。

技术实现思路

[0006]本文公开了发光二极管结构及制造发光二极管结构的方法的实施例。
[0007]在一个示例中，公开了一种发光二极管结构。该发光二极管结构包括基板、第一半导体层、第二半导体层以及色转换层。第一半导体层形成在基板上，第一半导体层包括在其中形成的第一发光二极管单元和第二发光二极管单元。第一发光二极管单元和第二发光二极管单元发出第一颜色的光。第二半导体层形成在第一半导体层的上方，第二半导体层包括在其中形成的第三发光二极管单元。第三发光二极管单元发出第二颜色的光，第一颜色与第二颜色不同。色转换层形成在第一发光二极管单元上，以将第一颜色的光转换为第三颜色的光，第三颜色与第一颜色和第二颜色都不同。
[0008]在另一个示例中，公开了一种发光二极管结构。该发光二极管结构包括基板和形成在基板上的多个发光二极管单元。每个发光二极管单元包括第一掺杂半导体层、形成在第一掺杂半导体层上的多量子阱(MQW)层和形成在多量子阱层上的第二掺杂半导体层。多个发光二极管单元包括形成在基板上且彼此水平相邻的第一发光二极管单元和第二发光二极管单元。第一发光二极管单元的第二掺杂半导体层通过形成在第一掺杂半导体层和多量子阱层上方的离子注入材料与第二发光二极管单元的第二掺杂半导体层电隔离。多个发
光二极管单元还包括形成在离子注入材料上方的第三发光二极管单元。
[0009]在另一个示例中，公开了一种用于制造发光二极管结构的方法。在第一基板上形成第一半导体层；第一半导体层包括第一掺杂半导体层、位于第一掺杂半导体层上的第一多量子阱(MQW)层和位于第一多量子阱层上的第二掺杂半导体层；执行第一离子注入操作以在第二掺杂半导体层中形成第一离子注入区和第一非离子注入区；在第一半导体层上形成第二半导体层，第二半导体层包括第三掺杂半导体层、位于第三掺杂半导体层上的第二多量子阱层和位于第二多量子阱层上的第四掺杂半导体层；执行第二离子注入操作以在第四掺杂半导体层中形成第二离子注入区和第二非离子注入区；执行第一蚀刻操作以去除第二半导体层的一部分并至少暴露第二掺杂半导体层中的第一非离子注入区；执行第二蚀刻操作以暴露形成在第一基板中的驱动电路的多个触点；将第二掺杂半导体层中的第一非离子注入区和第四掺杂半导体层中的第二非离子注入区都与多个触点电连接。
附图说明
[0010]结合在本说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本公开的实施方式，并且与说明一起进一步用于解释本公开，并使本领域技术人员能够制造和使用本公开。
[0011]图1示出了根据本公开的一些实施方式的示例性发光二极管结构的俯视图。
[0012]图2A和图2B示出了根据本公开的一些实施方式的示例性发光二极管结构的横截面图。
[0013]图3示出了根据本公开的一些实施方式的另一个示例性发光二极管结构的俯视图。
[0014]图4A至图4B示出了根据本公开的一些实施方式的另一个示例性发光二极管结构的横截面图。
[0015]图5至图15B示出了根据本公开的一些实施方式的制作工艺的不同阶段的示例性发光二极管结构的横截面图。
[0016]图16至图21示出了根据本公开的一些实施方式的制作工艺的不同阶段的示例性发光二极管结构的俯视图。
[0017]图22示出了根据本公开的一些实施方式的用于制作发光二极管结构的示例性方法的流程图。
[0018]图23至图24示出了根据本公开的一些实施方式的示例性发光二极管结构的俯视图。
[0019]参考附图对本公开的实施方式进行描述。
具体实施方式
[0020]尽管讨论了具体的配置和布置，但是应理解，这样做仅是出于说明的目的。因此，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他配置和布置。而且，本公开也可以在多种其他应用中采用。在本公开中描述的功能和结构特征可以彼此并以附图中未具体示出的多种方式结合、调整和修改，使得这些组合、调整和修改在本公开的范围内。
[0021]通常，可以至少部分地根据上下文的用法来理解术语。例如，本说明书所使用的术语“一个或多个”至少部分地取决于上下文，可以用于以单数形式描述任何部件、结构或特
征，或者可用于以复数形式描述部件、结构或特征的组合。类似地，诸如“一”、“一个”或“该”的术语也可以至少部分地取决于上下文理解为传达单数用法或传达复数用法。另外，术语“基于
…”
可以理解为不一定旨在传达一组排他的因素，而是至少部分地取决于上下文可以代替地允许存在不一定必须明确描述的附加因素。
[0022]应容易理解，本公开中的“在
…
上”、“在
…
之上”和“在
…
上面”的含义应该以最广义的方式解释，使得“在
…
上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还意味着包括存在两者之间的中间部件或层的“在某物上”，并且“在某物之上”或“在某物上面”不仅意味着“在某物之上”或“在某物上面”的含义，而且也包括不存在两者之间的中间部件或层的“在某物之上”或“在某物上面”的含义(例如，直接在某物上)。
[0023]此外，为了便于描述，本说明书中可能使用诸如“在
…
下面”、“在
…
之下”、“下部”、“在
…
之上”、“上部”等空间相对术语来描述附图中所示的一个元件或特征与另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光二极管结构，其特征在于，包括：基板；第一半导体层，位于所述基板上，且包括第一发光二极管单元和第二发光二极管单元，其中，所述第一发光二极管单元和所述第二发光二极管单元都发出第一颜色的光；第二半导体层，位于所述第一半导体层的上方，且包括第三发光二极管单元，其中，所述第三发光二极管单元发出第二颜色的光，所述第一颜色与所述第二颜色不同；以及色转换层，形成在所述第一发光二极管单元上，以将所述第一颜色的光转换为第三颜色的光，所述第三颜色与所述第一颜色和所述第二颜色都不同。2.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一半导体层包括位于所述第一发光二极管单元和所述第二发光二极管单元之间的隔离材料。3.根据权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第三发光二极管单元位于所述隔离材料的上方，并且与所述第一发光二极管单元和所述第二发光二极管单元都电隔离。4.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一颜色的光为蓝光，所述第二颜色的光为绿光。5.根据权利要求4所述的LED结构，其特征在于，所述第三颜色的光为红光。6.一种发光二极管结构，其特征在于，包括基板和位于所述基板上的多个发光二极管单元，其中所述多个发光二极管单元中的每个发光二极管单元包括：第一掺杂半导体层；多量子阱层，形成在所述第一掺杂半导体层上；第二掺杂半导体层，形成在所述多量子阱层上；其中，所述多个发光二极管单元包括位于所述基板上且彼此水平相邻的第一发光二极管单元和第二发光二极管单元，所述第一发光二极管单元的所述第二掺杂半导体层通过位于所述第一掺杂半导体层和所述多量子阱层上方的离子注入材料与所述第二发光二极管单元的所述第二掺杂半导体层电隔离，以及所述多个发光二极管单元还包括位于所述离子注入材料上方的第三发光二极管单元。7.根据权利要求6所述的发光二极管结构，其特征在于，每个所述发光二极管单元还包括：钝化层，位于所述第二掺杂半导体层上；以及电极层，位于所述钝化层上，所述电极层通过所述钝化层上的第一开口与所述第二掺杂半导体层的一部分相接触，并通过第二开口与形成在所述基板中的驱动电路的触点相接触。8.根据权利要求7所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第三发光二极管单元的第二开口设置为贯穿所述第三发光二极管单元的所述第一掺杂半导体层、所述多量子阱层、所述第二掺杂半导体层以及位于所述第一发光二极管单元和所述第二发光二极管单元之间的所述离子注入材料。9.根据权利要求6所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一发光二极管单元的所述第二掺杂半导体层、所述第二发光二极管单元的所述第二掺杂半导体层以及所述离子注
入材料为共层。10.根据权利要求6所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一发光二极管单元的所述多量子阱层和所述第一掺杂半导体层水平延伸至所述第二发光二极管单元的所述多量子阱层和所述第一掺杂半导体层。11.根据权利要求6所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一发光二极管单元和所述第二发光二极管单元发出第一颜色的光，所述第三发光二极管单元发第二颜色的光，所述第一颜色与所述第二颜色不同。12.根据权利要求11所述的发光二极管结构，其特征在于，还包括：色转换层，形成在所述第一发光二极管单元上，以将所述第一颜...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄永漳，
申请(专利权)人：镭昱光电科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：