近期，Meta一項名為“Semipolar micro-led”的專利被公開。在該專利中，Meta描述了一種可實現(xiàn)發(fā)射光波長的大紅移和高量子效率Micro LED像素。

由于全文篇幅較長，在此只展開Micro LED像素實現(xiàn)高量子效率的描述，專利原文可見美國專利商標(biāo)局。

在LED 應(yīng)用中，整體外部量子效率 (EQE)起著至關(guān)重要的作用，它主要由內(nèi)部量子效率 (IQE) 和光提取效率 (LEE) 決定，是表征GaN基Micro LED性能的一個重要參數(shù)，代表了有多少電注入載流子能最終轉(zhuǎn)化為器件出射的光子。

Meta所述Micro LED可以包括生長在摻雜半導(dǎo)體層中形成的凹坑結(jié)構(gòu)的半極性面上的發(fā)光層。可以通過使用具有傾斜側(cè)壁和特定形狀和取向的開口的掩模蝕刻摻雜半導(dǎo)體層。

摻雜半導(dǎo)體層可以包括生長在c平面取向襯底上的n摻雜GaN層，并且可以蝕刻以形成具有相對于c平面傾斜約50°至75°的角度的小面的凹坑結(jié)構(gòu)。因此，每個凹坑結(jié)構(gòu)可以具有倒金字塔形狀，并且凹坑結(jié)構(gòu)的小面可以是半極性取向。

圖10A示出了根據(jù)某些實施例的包括具有發(fā)光層的子像素的微型LED像素的示例，該發(fā)光層形成在半導(dǎo)體材料層中形成的凹坑的半極性面上。

一個或多個量子阱層(例如未摻雜的GaN/InGaN層)可以在半極性凹坑面上外延生長，電子阻擋層(EBL)可以在量子阱層上生長，并且p摻雜GaN層可以在EBL層上生長和/或可以填充凹坑結(jié)構(gòu)。這樣的Micro LED子像素可以形成在每個凹坑結(jié)構(gòu)中。

在一個實施例中，可以在P摻雜GaN層上形成諸如銦錫氧化物(ITO)層和/或金屬層的P接觸層。所制造的具有形成在凹坑結(jié)構(gòu)中的Micro LED子像素的Micro LED晶片可以通過接合焊盤接合到CMOS晶片。每個接合焊盤可以大于Micro LED子像素的尺寸，并且因此可以將多個Micro LED子像素分組為一個Micro LED像素。

在一個實施例中，可以分別蝕刻和外延生長Micro LED晶片的不同區(qū)域，以形成不同材料或不同組成的發(fā)光層，從而發(fā)射不同顏色的光。

因為發(fā)光層生長在半極性平面上，并且在生長之后可能不存在對發(fā)光層的蝕刻，所以Micro LED像素的IQE可以很高。

另外，在凹坑結(jié)構(gòu)的半極性面上生長的發(fā)光層可以具有大于凹坑結(jié)構(gòu)的橫向面積的發(fā)光面積，并且因此可以在發(fā)光區(qū)域中具有較低的有效載流子密度和較低的俄歇復(fù)合率。

圖12示出了根據(jù)某些實施例的具有形成在半導(dǎo)體材料層中形成的凹坑結(jié)構(gòu)的半極性面上的發(fā)光層的微型LED子像素的示例中的發(fā)光面積增加。

同時，由于LED晶片可以包括Micro LED子像素的陣列，每個Micro LED子像素都形成在凹坑結(jié)構(gòu)中，并且可以在沒有對準(zhǔn)的情況下結(jié)合到CMOS背板，以形成Micro LED像素陣列，因此鍵合過程可以相對容易并且更可靠。

圖17A-17B示出了根據(jù)某些實施例的用于LED陣列的裸片到晶片鍵合、晶圓到晶圓接合的方法的示例。

因此，Meta表示專利描述的Micro LED像素可以實現(xiàn)高量子效率。