[发明专利]用于减少非辐射侧壁复合的LED结构

说明书

本发明公开了LED结构用于减少沿垂直LED侧壁的非辐射侧壁复合，该侧壁包括跨顶部电流分布层、底部电流分布层和位于顶部电流分布层和底部电流分布层之间的有源层的p‑n二极管侧壁。

相关申请

本专利申请要求于2015年1月6日提交的美国临时申请62/100,348的权益，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

技术领域

本文所述实施方案涉及LED。更具体地，实施方案涉及微型LED。

背景信息

发光二极管(LED)正日益被视为现有光源的替代技术。例如，LED存在于标记、交通信号灯、汽车尾灯、移动电子显示器和电视机中。LED相比于传统照明光源的各种有益效果可包括效率提高、寿命更长、可变发射光谱和与各种形状因数集成在一起的能力。

一种类型的LED为有机发光二极管(OLED)，其中二极管的发射层由有机化合物形成。OLED的一个优点在于将有机发射层印刷在柔性衬底上的能力。OLED已被集成到薄型柔性显示器并通常用于制作诸如移动电话和数字相机等便携式电子设备的显示器。

另一种类型的LED为基于无机半导体的LED，其中二极管的发射层包括夹置在较厚的基于半导体的包覆层之间的一个或多个基于半导体的量子阱层。基于半导体的LED相比于OLED的一些优点可包括效率提高和寿命更长。高发光效率用每瓦流(lm/W)表示，是基于半导体的LED照明设备的主要优点之一，相比于其他光源允许较低能量或用电量。照度(亮度)是光源在给定方向每单位面积发出的光量并以坎每平方米(cd/m²)(通常也称为Nit(nt))来测量。照度随工作电流的增加而增大，而发光效率取决于电流密度(A/cm²)，最初随电流密度增大而增加，达到最大值，然后由于被称为“效率下降”的现象而下降。许多因素影响LED器件的发光效率，包括被称为内部量子效率(IQE)的内部生成光子的能力。内部量子效率是LED器件质量和结构的函数。外部量子效率(EQE)被定义为发射光子数量除以注入电子数量。EQE是IQE和LED器件的光提取效率的函数。在低工作电流密度(也称注入电流密度或正向电流密度)下，LED器件的IQE和EQE初始地随工作电流密度增大而增大，然后在被称为效率下降的现象中开始随工作电流密度增大而变小。在低电流密度下，由于缺陷或其他工艺的较强影响导致效率较低，其中通过所述其他工艺，电子和空穴在不出现光的情况下复合(被称为非辐射复合)。随着这些缺陷变饱和，辐射复合起主导作用并且效率增大。在注入电流密度超过LED器件的特征值时，“效率下降”或效率逐渐减小开始。

附图说明

图1A为根据实施方案的块状LED衬底的横截面侧视图图示。

图1B-1F为根据实施方案的用于制造LED阵列的单面加工次序的横截面侧视图图示。

图2为包括沿LED侧壁的有源层边缘的LED的横截面侧视图图示。

图3为根据实施方案的具有底部电流分布层柱状结构的LED的横截面侧视图图示，该柱状结构相对于有源层具有更小宽度。

图4A-4E为根据实施方案的用于形成具有原位再生p-n结侧壁钝化层的LED的方法的横截面侧视图图示。

图4F为根据实施方案的具有原位再生p-n结侧壁钝化层的LED的横截面侧视图图示。

图5A-5H为根据实施方案的用于形成具有蒸汽蚀刻侧壁和再生侧壁钝化层的LED的方法的横截面侧视图图示。

图5I为根据实施方案的具有再生侧壁钝化层的LED的横截面侧视图图示。

图6A-6E为根据实施方案的用于形成具有扩散侧壁钝化层的LED的方法的横截面侧视图图示。