[发明专利]用于光电装置的伪衬底及其制造方法

说明书

本发明公开了一种用于光电装置(100)的伪衬底(10)，该伪衬底(10)适于生长发光二极管(11、12、13)，包括衬底(1)和形成在所述衬底(1)的上表面(1a)上的缓冲结构(2)。所述缓冲结构(2)包括至少一个第一部分(21)，其中由固态氮化镓(GaN)制成的层(211)限定至少一个背向所述衬底(1)的上表面(1a)的第一类型的自由表面(210)，每个自由表面都适于在其上生长主要基于III‑V族化合物的能够发射第一波长的光(L1)的发光二极管(11)。所述缓冲结构(2)包括至少一个第二部分(22)，其中铟和氮化镓(InGaN)层和GaN中间层交替并且其中铟以第一重量比例存在的叠层(221)限定至少一个背向所述衬底(1)的上表面(1a)的第二类型的自由表面(220)，每个第二类型的自由表面(220)都适于在其上生长主要基于III‑V族化合物的能够发射不同于所述第一波长的第二波长的光(L2)的发光二极管(12)。所述缓冲结构(2)的所述第二部分(22)在平行于所述衬底(1)的上表面(1a)的平面定向的总体平面(P)上相对于所述缓冲结构(2)的所述第一部分(21)偏移。本发明还描述了一种光电装置(100)和制造方法。

技术领域

本发明涉及一种光电装置的伪衬底，其适在所述伪衬底上生长发光二极管，该伪衬底包括衬底和形成在衬底上表面上的缓冲结构。

本发明还涉及用于制造这种伪衬底的方法、这样的光电装置以及用于获得这种光电装置的方法。

本发明尤其适用于显示屏或图像投影系统。

背景技术

术语“光电装置”是指适于将电信号转换为电磁辐射的装置，尤其是专用于发射电磁辐射，尤其是光的装置。

为此，光电装置通常包括发光二极管，也被称为“发光二极管”的缩写LED。

已知每个发光二极管包括利用量子阱的活性材料、根据第一类掺杂以作为掺杂P型结的半导体部分和根据第二类掺杂以作为掺杂N型结的半导体部分。

每个发光二极管可以基于三维半导体元件形成，三维半导体元件本身至少部分地通过外延生长获得。发光二极管通常由半导体材料形成，该半导体材料包括来自周期表第三列和第五列的元素，例如III-V族化合物，尤其是氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)或氮化铝镓(AIGaN)。

存在这样的光电装置，其包括具有一定发射表面的发光二极管矩阵。这种光电装置尤其可以用于构成显示屏或图像投影系统，其中发光二极管矩阵实际上限定了光像素矩阵，其中每个像素包括一个或多个发光二极管。

其中一个困难是要使每个像素都能发出不同颜色的光，例如蓝色、绿色和红色。

第一种已知的解决方案是将矩阵组织成使得每个像素包括至少一个能够发射蓝光的发光二极管、至少一个能够发射绿光的发光二极管和至少一个能够发射红光的发光二极管。为此，在同一衬底上制造能够发出给定颜色的光的发光二极管，对于三种颜色分别重复该步骤。然后切割每个衬底以便划定各个装置。然后，通过重建获得每个像素，以将这些单独的装置关联起来，从而处理这三种颜色。

这种也被称为“拾取和放置”(pick and place)解决方案并不是最优的，因为它会产生大量的操作、高的制造时间和成本以及大量的连接。考虑到不断增加的小型化，不幸的是，有时甚至无法实现该解决方案。

而且，红色通常是从InGaAlP获得的，但是该技术有缺点，例如波长随温度的变化而显著变化，效率随发光二极管的尺寸而变化的事实(小于30微米的微型二极管的效率下降)，而且这种材料的生长微妙。

第二种解决方案在于使发光二极管适合于发出蓝色光。为了使光像素可以发出绿色光和/或发出红色光，后者可以包括充当颜色转换器的光致发光垫：每个光致发光垫被设计为吸收由发光二极管发射的蓝光的至少一部分，并作为响应发射绿光或红光。这些光致发光垫通常由合适的粘结基质形成。