包括二极管阵列的光电子器件制造技术

本发明专利技术涉及一种光电子器件，其包括轴向二极管(100)的矩阵(200)，每个二极管形成谐振腔，在该谐振腔中形成有定态电磁驻波，每个发光二极管包括基本上位于电磁波的极值(110)水平上的有源区域(104)，该矩阵形成光子晶体，所述光子晶体被配置为最大化由该二极管阵列提供的电磁辐射的强度。供的电磁辐射的强度。供的电磁辐射的强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括二极管阵列的光电子器件
[0001]本专利申请主张法国专利申请FR18/55450的优先权益，该申请在此纳入作为参考。


[0002]本公开涉及一种光电子器件，具体而言，涉及一种包括由半导体材料制成的发光二极管的显示屏或图像投影设备，及其制造方法。

技术介绍

[0003]已知将图像投影在透明屏幕(例如眼镜、汽车挡风玻璃或玻璃板)的波导光栅的输入端上，然后将图像投影到用户的眼睛上。例如，智能眼镜或增强现实眼镜就是这种情况。为此，光电子器件在屏幕上投影图像，然后在屏幕中引导图像到达使用户可以看到图像的系统。光电子器件可以包括例如由半导体材料制成的发光二极管。通常将显示器配置为仅适当地引导发光二极管发射的辐射，该辐射基本上沿着给定方向传播。因此，由发光二极管提供的辐射的方向性是这种光电子器件的重要特性。

技术实现思路

[0004]因此，实施例提供了一种包括轴向二极管的阵列的光电子器件，每个二极管形成谐振腔，在所述谐振腔中形成有电磁驻波，每个发光二极管包括基本上位于所述电磁波的极值水平上的有源区域，所述阵列形成光子晶体，所述光子晶体被配置为最大化由所述二极管阵列提供的电磁辐射的强度。
[0005]根据实施例，所述阵列包括上面搁置所述二极管的支撑件，每个二极管包括搁置在所述支撑件上的第一半导体区域、与所述第一半导体区域接触的所述有源区域，以及与所述有源区域接触的第二半导体区域的堆叠。
[0006]根据实施例，所述器件包括位于所述支撑件与所述二极管的所述第一区域之间的反射层。
[0007]根据实施例，所述反射层由金属制成。
[0008]根据实施例，所述二极管的所述第二区域被导电层覆盖，所述导电层对于由所述二极管发射的所述辐射至少部分地透明。
[0009]根据实施例，所述二极管中的至少一个的高度与kλ/2n基本成正比，其中λ是由所述二极管发射的所述辐射的波长，k是正整数，n基本上等于所考虑的光学模式下的所述二极管的有效折射率。
[0010]根据实施例，所述二极管被电绝缘材料隔开。
[0011]根据实施例，所述阵列包括至少第一和第二二极管组件，所述第一组件的所述二极管具有相同的第一高度，所述第二组件的所述二极管具有相同的第二高度，所述第一和第二高度是不同的。
[0012]根据实施例，对于所述二极管中的至少一个，所述二极管的所述第一区域包括由
蚀刻停止层隔开的至少两个部分。
[0013]根据实施例，每个蚀刻停止层具有1至200nm范围内的厚度。
[0014]根据实施例，所述阵列的间距与所提供的电磁辐射的波长的商在大约0.4到大约0.92的范围内。
[0015]根据实施例，所述二极管是发光二极管或光电二极管。
[0016]另一实施例提供了一种制造光电子器件的方法，所述光电子器件包括轴向二极管的阵列，每个二极管形成谐振腔，在所述谐振腔中形成有电磁驻波，每个二极管的有源区域基本上位于所述电磁波的极值水平上，所述阵列的间距被配置为最大化由所述二极管阵列提供的强度。
[0017]根据实施例，所述阵列的所述二极管的形成包括：
[0018]在衬底上形成第一区域，所述第一区域通过所述阵列的间距彼此分离；
[0019]在每个第一区域上形成有源区域；以及
[0020]在每个有源区域上形成第二区域。
[0021]根据实施例，所述方法包括蚀刻所有所述第二区域，使得它们具有相同高度的第一步骤。
[0022]根据实施例，所述方法包括蚀刻所有所述第一区域，使得它们具有允许所述有源区域位于所述电磁波的所述极值水平上的高度的第二步骤。
[0023]根据实施例，所述方法包括在所述有源区域的形成之前执行所述第二蚀刻步骤。
[0024]根据实施例，在所述第二蚀刻步骤之前是去除所述衬底的步骤，所述第二蚀刻步骤是从最靠近所述衬底的所述二极管的末端进行的。
[0025]根据实施例，所述方法包括在所述二极管中的至少一个的所述第一区域中形成能够用作所述第二蚀刻步骤的停止层的至少一个层。
[0026]根据实施例，所述二极管是发光二极管或光电二极管。
附图说明
[0027]通过结合附图，在特定实施例的以下非限制性描述中详细地讨论前述以及其他特征和优点，其中：
[0028]图1是轴向发光二极管的实施例的局部简化透视图；
[0029]图2是发光二极管阵列的实施例的局部简化透视图；
[0030]图3A和图3B示意性地示出了图2的阵列的发光二极管的布局的示例；
[0031]图4A至图4F是示出在制造图2的阵列的方法的另一实施例的步骤中获得的结构的局部简化截面图；
[0032]图5A至图5D是示出在制造图2的阵列的方法的实施例的其他步骤中获得的结构的局部简化截面图；
[0033]图6是示出在制造图2的阵列的方法的实施例的一个步骤中获得的结构的局部简化截面图；
[0034]图7A和图7B是示出在制造图2的阵列的方法的另一实施例的步骤中获得的结构的局部简化截面图；
[0035]图8是示出根据阵列的某些特性的由诸如图2中的阵列发射的强度的图；
[0036]图9A至图9E是示出发光二极管阵列的实施例的仿真结果的曲线图；以及
[0037]图10A至图10E是示出发光二极管阵列的其他实施例的仿真结果的曲线图。
具体实施方式
[0038]在各个附图中，相同的元件已经用相同的参考标号表示，另外，各个附图并未按比例绘制。为清楚起见，仅示出并详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。特别地，所考虑的光电子器件可选地包括将不详细描述的其他组件。
[0039]在下面的描述中，当提及诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等之类的限定绝对位置的术语，或诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等之类的限定相对位置的术语时，或者当提及诸如术语“水平”、“垂直”等之类的限定方向的术语时，指的是图中相关元件的取向。本文中使用术语“近似”、“大概”、“基本上”和“大约”来表示所考虑的值的正负10％，优选地正负5％的容差。
[0040]当提及“透明的”或“反射的”元件时，考虑了对于器件执行操作时的波长(例如，由所考虑的发光二极管发射的电磁辐射的波长)具有透明性或反射性的元件。
[0041]此外，发光二极管的术语“有源区域”表示从中发射由发光二极管提供的大部分电磁辐射的发光二极管区域。
[0042]术语“轴向发光二极管”表示沿着主方向具有细长形状(例如，圆柱形)的三维结构，该结构具有至少两个称为次要尺寸的尺寸，其范围为5nm至2.5μm，优选地为50nm3到2.5μm。称为主尺寸的第三尺寸大于或等于最大次要尺寸的1倍，优选地大于或等于其5倍，更优选地大于或等于其10倍。在某些实施例中，次要尺寸可以小于或等于大约1μm，优选地在100nm至1μm的范围内，更优选地在100nm至800nm的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光电子器件，包括轴向二极管(100)的阵列(200)，每个二极管形成谐振腔，在所述谐振腔中形成有电磁驻波，每个发光二极管包括基本上位于所述电磁波的极值(110)水平上的有源区域(104)，所述阵列形成光子晶体，所述光子晶体被配置为最大化由所述二极管阵列提供的电磁辐射的强度。2.根据权利要求1所述的器件，其中所述阵列(200)包括上面搁置所述二极管(100)的支撑件(105、310)，每个二极管包括搁置在所述支撑件上的第一半导体区域(102)、与所述第一半导体区域接触的所述有源区域(104)以及与所述有源区域接触的第二半导体区域(106)的堆叠。3.根据权利要求2所述的器件，包括位于所述支撑件(105、310)与所述二极管的所述第一区域(102)之间的反射层(107、308)。4.根据权利要求3所述的器件，其中所述反射层(107、308)由金属制成。5.根据权利要求3或4所述的器件，其中所述二极管的所述第二区域(106)被导电层(312)覆盖，所述导电层对于由所述二极管发射的所述辐射至少部分地透明。6.根据权利要求1至5中任一项所述的器件，其中所述二极管(100)中的至少一个的高度(h)与kλ/2n基本成正比，其中λ是由所述二极管发射的所述辐射的波长，k是正整数，n基本上等于所考虑的光学模式下的所述二极管的有效折射率。7.根据权利要求1至6中任一项所述的器件，其中所述二极管(100)被电绝缘材料(202、306)隔开。8.根据权利要求1至7中任一项所述的器件，所述阵列包括至少第一和第二二极管组件(604、606、608)，所述第一组件的所述二极管具有相同的第一高度，所述第二组件的所述二极管具有相同的第二高度，所述第一高度和第二高度是不同的。9.根据权利要求2所述的器件，其中对于所述二极管中的至少一个，所述二极管的所述第一区域包括由蚀刻停止层(502、602a、602b、602c)隔开的至少两个部...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂费纳，
申请(专利权)人：艾利迪公司，
类型：发明
国别省市：