半导体显示器、光电子半导体构件和其制造方法技术

在实施方式中，半导体显示器(10)包括多个半导体柱(2)以及第一和第二电接触片(3、4)。半导体柱(2)分别包括第一导电类型的半导体核(21)和与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体壳(23)以及位于它们之间的用于产生辐射的有源层(22)。半导体柱(2)分别包括通电壳(24)，所述通电壳为了通电施加到相应的半导体壳(23)上。半导体柱(2)单独或以小组(29)通过第一和第二电接触片(3、4)彼此独立地被电气控制。

Semiconductor display, optoelectronic semiconductor component and manufacturing method thereof

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体显示器、光电子半导体构件和其制造方法本专利技术涉及一种半导体显示器。此外，本专利技术还涉及一种光电子半导体构件。此外，本专利技术还涉及一种用于制造半导体显示器和光电子半导体构件的方法。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种半导体显示器，所述半导体显示器具有高的分辨率并且可以高效地制造。该技术问题特别通过具有独立权利要求的特征的半导体显示器、光电子半导体构件和方法解决。优选的扩展方案是从属权利要求的主题。根据至少一个实施方式，半导体显示器用于示出图像、尤其是可运动的图像。优选地，半导体显示器设定用于彩色的显示。为此，半导体显示器具有多个像点，所述像点也被称为像素。各个像点尤其设定用于光的不同颜色的辐射。由各个像点发射的不同颜色的光优选由蓝色、红色和绿色的光组成。根据至少一个实施方式，半导体显示器包括多个半导体柱。尤其通过半导体柱形成像点。在此，每个像点优选包括其中多个、也可能仅其中一个半导体柱。半导体柱可以单独地或以小组组合地彼此独立地被电气控制。小组例如意味着最高25或16或10或4个半导体柱。根据至少一个实施方式，半导体构件包括第一和第二电接触片。接触片优选是列触点和行触点。通过接触片可以对半导体柱进行电气控制。根据至少一个实施方式，半导体柱分别包括第一导电类型的半导体核。半导体核尤其相应由n型掺杂的半导体材料构成。根据至少一个实施方式，半导体柱分别包括由半导体材料构成的半导体壳，所述半导体材料具有与第一导电类型不同的第二导电类型。所述半导体壳尤其由p型导电的半导体材料构成。根据至少一个实施方式，半导体柱分别包括有源层。有源层、例如单量子阱结构或多量子阱结构优选连续位于相应的半导体核与相关的半导体壳之间。有源层设定用于产生辐射、尤其用于产生可见光、如蓝光。所有半导体柱和进而所有有源层可以在制造公差的范围内设计为结构相同的，从而所有半导体柱发射相同颜色的初级辐射。备选地，不同的半导体柱具有彼此不同的用于产生不同的颜色和/或波长的光的有源层。根据至少一个实施方式，半导体柱分别具有通电壳。通电壳设定用于给相应的配属的半导体壳通电。通电壳优选由透明的导电的氧化物(简称为TCO)、如氧化铟锡构成，或由一种或多种金属、如银构成。在至少一个实施方式中，半导体显示器包括多个半导体柱以及第一和第二电接触片。半导体柱分别包括第一导电类型的半导体核和与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体壳以及位于它们之间的用于产生辐射的有源层。半导体柱分别包括通电壳，所述通电壳为了通电施加到相应的半导体壳上。半导体柱单独或以小组通过第一和第二电接触片彼此独立地被电气控制。利用在此描述的显示器可以建立具有很小的尺寸的各个像点，并且所述像点可以组合为一个模块，和/或在显示器中使用。能够通过使用单独或以小组可电气寻址的半导体柱减小各个像点的可能的尺寸。在此，各个半导体柱优选在俯视图中看具有大约1μm2的面积。因此，利用在此描述的方法，在此处描述的显示器中，每mm2例如可以生长至少1000×1000＝106个半导体柱。半导体柱可以以该密度存在于显示器中，或者在横向距离方面进行扩展，从而在已完成的显示器中在各个像点及半导体柱之间存在更大的距离。在此，半导体柱优选具有类似的高度和直径。换言之，半导体柱的高度和平均直径的纵横比优选在数量级1中，但也可以更大。用于制造LED显示器的备选的可能性是，制造各个大的半导体芯片，并且以光刻方式结构化所述半导体芯片。然而，通过与在此描述的显示器不同地仅二维设计的有源区对于每个单位面积的亮度形成限制。此外，与在此处结构化的半导体柱中不同，在大面积的连续的半导体层序列生长时，困难会增加。在常规的二维的半导体层中，各个像点的大小被限制为大约10μm的边长和因此大约100μm2的面积，以便实现足够的亮度。与此相对，利用在此描述的显示器可以使得至少在生长衬底上的可单独响应的半导体柱和/或像点的密度实现增加100倍。根据至少一个实施方式，半导体显示器包括一个或多个浇注体。所述至少一个浇注体对于产生的辐射来说优选是不可透过的。备选地，浇注体可以是可透过辐射的。根据至少一个实施方式，半导体柱基于III-V半导体材料。所述半导体材料例如是氮化合物半导体材料、如AlnIn1-n-mGamN，或是磷化合物半导体材料、如AlnIn1-n-mGamP，或是砷化合物半导体材料、如AlnIn1-n-mGamAs或AlnGamIn1-n-mAskP1-k，其中分别：0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1，以及0≤k<1。在此优选地，适用于半导体层序列的至少一个层或所有层的是，0<n≤0.8，0.4≤m<1并且n+m≤0.95，以及0<k≤0.5。在此，半导体层序列可以具有掺杂材料以及附加的组成部分。然而为了简单起见，仅说明了所述半导体层序列的晶格的主要组成部分，亦即Al、As、Ga、In、N或P，即便它们可以用少量的其他材料部分来替换和/或补充。优选地，半导体柱基于材料系统AlInGaN。根据至少一个实施方式，半导体显示器包括至少104或105或106或107个半导体柱。在此，半导体柱中的例如三个或四个可以连接为一个像点。生长衬底上的和/或已制成的显示器中的半导体柱的表面密度例如是每mm2至少102或103或104或106个。根据至少一个实施方式，半导体柱位于浇注体的凹部中。凹部可以与半导体柱设计为相同形状的，从而凹部完全或基本上完全、例如至少50％或70％或85％被半导体柱填充。凹部尤其形状配合地并且完全被半导体柱和相关的通电壳一起填充。在此，通电壳可以具有恒定的层厚。备选地，凹部例如在横截面图中看具有与半导体柱不同的基本形状，从而凹部仅部分、例如最高30％或50％或70％被半导体柱填充。根据至少一个实施方式，半导体柱的平均直径是至少10nm或40nm或250nm。备选地或附加地，半导体柱具有最高10μm或5μm或2μm的平均直径。平均直径优选在0.5μm至2μm之间，包含端点。根据至少一个实施方式，半导体柱的平均高度与平均直径的比是至少0.2或0.5或1。备选地或附加地，该比是最高10或6或3或1.5。备选地，该比可以是比较大的，例如是至少3或5或7，尤其在5至10之间，包括端点。根据至少一个实施方式，半导体柱设计为六边形。也就是说，尤其通过正六边形柱和/或通过六边形棱锥形成半导体柱。根据至少一个实施方式，半导体柱从底部区域开始生长。尖部与底部区域对置。尖部优选是棱锥形的，尤其是形式为正六边形棱锥。备选地，尖部可以是倒圆的或平整的。根据至少一个实施方式，通过底部区域给半导体柱通电。底部区域尤其形成半导体柱的n型侧面。用于给半导体柱通电的半导体接触层和/或TCO接触层可以位于底部区域上。根据至少一个实施方式，有源层分别连续在半导体柱的侧面和/或尖部上延伸。备选地，有源层可以被限制于相关的半导体柱的侧面和/或尖部的特定的区域。根据至少一个实施方式，第一接触片在俯视图中看垂直于或几乎垂直于第二接触片地延伸。因此可以实现列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体显示器(10)，具有：/n-多个半导体柱(2)，和/n-第一和第二电接触片(3、4)，和/n-至少一个对于待产生的辐射来说不可透过的浇注体(5)，/n其中，/n-所述半导体柱(2)分别具有第一导电类型的半导体核(21)和与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体壳(23)以及位于它们之间的用于产生辐射的有源层(22)，/n-所述半导体柱(2)分别包括通电壳(24)，所述通电壳(24)为了通电施加到相应的半导体壳(23)上，并且/n-所述半导体柱(2)或半导体柱(2)的小组(29)通过第一和第二电接触片(3、4)彼此独立地被控制，并且小组(29)分别包括最高25个半导体柱(2)，并且/n-基于AlInGaN的至少10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170621 DE 102017113745.91.一种半导体显示器(10)，具有：
-多个半导体柱(2)，和
-第一和第二电接触片(3、4)，和
-至少一个对于待产生的辐射来说不可透过的浇注体(5)，
其中，
-所述半导体柱(2)分别具有第一导电类型的半导体核(21)和与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体壳(23)以及位于它们之间的用于产生辐射的有源层(22)，
-所述半导体柱(2)分别包括通电壳(24)，所述通电壳(24)为了通电施加到相应的半导体壳(23)上，并且
-所述半导体柱(2)或半导体柱(2)的小组(29)通过第一和第二电接触片(3、4)彼此独立地被控制，并且小组(29)分别包括最高25个半导体柱(2)，并且
-基于AlInGaN的至少104个半导体柱(2)位于所述浇注体(5)的凹部(53)中。


2.根据权利要求1所述的半导体显示器(10)，其中，
-至少106个半导体柱(2)安置在浇注体(5)的凹部(53)中，
-所述半导体柱(2)的平均直径位于40nm与5μm之间，包括端点，
-所述半导体柱(2)的平均高度与平均直径的比是在0.5至3之间，包括端点，
-所述半导体柱(2)是六边形的，并且从底部区域(27)开始生长，以及具有与底部区域(27)对置的棱锥形的尖部(28)，
-所述有源层(22)在侧面(26)和尖部(28)上连续延伸，
-所述第一接触片(3)在俯视图中看垂直于第二接触片(4)地延伸，并且
-半导体柱(2)的小组(29)分别包括最高16个半导体柱(2)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，其中，在运行时产生的辐射仅通过所述底部区域(27)沿远离所述尖部(28)的方向离开所述半导体柱(2)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，其中，所述半导体柱(2)在所述浇注体(5)的两个相互对置的主侧(51、52)凸出于所述浇注体(5)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，其中，所述第一接触片(3)沿行在所述尖部(28)上延伸，并且所述半导体柱(2)至少在所述尖部(28)上被电接触。


6.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，其中，所述凹部(53)在横截面图中看具有与所述半导体柱(2)不同的基本形状。


7.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，其中，所述第二接触片(4)包括n型导电的半导体层(41)，所述半导体柱(2)从所述n型导电的半导体层(41)开始生长，其中，所述第二接触片(4)设计为列触点。


8.根据权利要求7所述的半导体显示器(10)，其中，在所述n型导电的半导体层(41)的背对所述半导体柱(2)的侧面安置有至少一个用于反射在运行时产生的辐射的镜子(42)，其中，在所述镜子(42)上或在所述镜子(42)的至少一个上安置有沿远离半导体柱(2)的方向的电穿通接触件(43)。


9.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，还包括具有多个开口(61)的掩模层(6)，其中，所述半导体柱(2)的每个分别从一个开口(61)开始生长，并且所述开口(6)分别完全被所述半导体柱(2)覆盖，并且其中，所述掩模层(6)由无机材料构成，并且形成具有最高10nm的厚度的连续的层。


10.根据前述权利要求中任一项所述的半导体显示器(10)，其中，所述第二接触片(4)包括至少一个透明的导电的层(44)，其中，所述第一接触片(3)设计为反射待产生的辐射，并且所述第一接触片(3)包括所述通电壳(24)。


11.根据权利要求10所述的半导体显示器(10)，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S赫尔曼，
申请(专利权)人：欧司朗OLED有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE