Meta专利公开！可实现高量子效率Micro LED像素

近期，Meta一项名为“Semipolar micro-led”的专利被公开。在该专利中，Meta描述了一种可实现发射光波长的大红移和高量子效率Micro LED像素。

由于全文篇幅较长，在此只展开Micro LED像素实现高量子效率的描述，专利原文可见美国专利商标局。

在LED 应用中，整体外部量子效率 (EQE)起着至关重要的作用，它主要由内部量子效率 (IQE) 和光提取效率 (LEE) 决定，是表征GaN基Micro LED性能的一个重要参数，代表了有多少电注入载流子能最终转化为器件出射的光子。

Meta所述Micro LED可以包括生长在掺杂半导体层中形成的凹坑结构的半极性面上的发光层。可以通过使用具有倾斜侧壁和特定形状和取向的开口的掩模蚀刻掺杂半导体层。

掺杂半导体层可以包括生长在c平面取向衬底上的n掺杂GaN层，并且可以蚀刻以形成具有相对于c平面倾斜约50°至75°的角度的小面的凹坑结构。因此，每个凹坑结构可以具有倒金字塔形状，并且凹坑结构的小面可以是半极性取向。

图10A示出了根据某些实施例的包括具有发光层的子像素的微型LED像素的示例，该发光层形成在半导体材料层中形成的凹坑的半极性面上。

一个或多个量子阱层(例如未掺杂的GaN/InGaN层)可以在半极性凹坑面上外延生长，电子阻挡层(EBL)可以在量子阱层上生长，并且p掺杂GaN层可以在EBL层上生长和/或可以填充凹坑结构。这样的Micro LED子像素可以形成在每个凹坑结构中。

在一个实施例中，可以在P掺杂GaN层上形成诸如铟锡氧化物(ITO)层和/或金属层的P接触层。所制造的具有形成在凹坑结构中的Micro LED子像素的Micro LED晶片可以通过接合焊盘接合到CMOS晶片。每个接合焊盘可以大于Micro LED子像素的尺寸，并且因此可以将多个Micro LED子像素分组为一个Micro LED像素。

在一个实施例中，可以分别蚀刻和外延生长Micro LED晶片的不同区域，以形成不同材料或不同组成的发光层，从而发射不同颜色的光。

因为发光层生长在半极性平面上，并且在生长之后可能不存在对发光层的蚀刻，所以Micro LED像素的IQE可以很高。

另外，在凹坑结构的半极性面上生长的发光层可以具有大于凹坑结构的横向面积的发光面积，并且因此可以在发光区域中具有较低的有效载流子密度和较低的俄歇复合率。

图12示出了根据某些实施例的具有形成在半导体材料层中形成的凹坑结构的半极性面上的发光层的微型LED子像素的示例中的发光面积增加。

同时，由于LED晶片可以包括Micro LED子像素的阵列，每个Micro LED子像素都形成在凹坑结构中，并且可以在没有对准的情况下结合到CMOS背板，以形成Micro LED像素阵列，因此键合过程可以相对容易并且更可靠。

图17A-17B示出了根据某些实施例的用于LED阵列的裸片到晶片键合、晶圆到晶圆接合的方法的示例。

因此，Meta表示专利描述的Micro LED像素可以实现高量子效率。