在微器件中集成颜色转换材料

技术领域

本发明涉及一种在微器件中集成颜色转换材料的方法。

发明内容

本发明涉及一种在微器件中集成颜色转换材料的方法，该方法包括：使微器件在第一衬底上；使该微器件包括器件层；使该微器件还包括在该微器件的至少一个表面上的颜色转换颗粒；以及在该颜色转换颗粒和该器件层之间具有光耦合层。

本发明还涉及一种在微器件中集成颜色转换材料的方法，该方法包括：在第二衬底上形成颜色转换颗粒，以及在该颜色转换颗粒上方形成微器件层。

本发明还涉及一种在微器件中集成颜色转换材料的方法，该方法包括：在衬底上形成微器件层，以及在器件层上方形成颜色转换颗粒。

附图说明

通过阅读以下详细描述并参考附图，本公开的前述和其他优点将变得显而易见。

图1A示出了包括器件层的微器件。

图1B示出了与系统衬底对准的微器件，其中在系统衬底中存在键合层。

图1C示出了颜色转换颗粒可在顶侧面或底侧面上。

图1D示出了在缓冲层之后形成晶种层。

图1E示出了其中在器件的顶表面上形成垫的器件结构。

虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但具体实施例或实施方式已经通过举例的方式在附图中示出并且将在本文中详细描述。然而，应该理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

在本说明书中，术语“微器件”和“器件”可互换使用。然而，本领域技术人员清楚，这里描述的实施方案与装置尺寸无关。

图1A所示的微器件包括器件层(例如，缓冲器、n层、量子阱、p层、阻挡层等)。微器件可在微器件的一个表面上包括颜色转换颗粒110。在颜色转换颗粒110与器件层102之间可存在光耦合层106。在一种情况下，导电层112可形成在颗粒110上方。在另一情况下，层112包括嵌入颜色转换层的钝化层。在另一情况下，层112可以是钝化层或导电层。在一种情况下，层112可包括反射层。在这种情况下，由器件产生的光移动通过颜色转换颗粒110并被反射层112反射回来。反射可再次通过颗粒110并进一步增强颜色转换。

器件可在衬底104上。衬底可在器件的任一侧面上。图1A示出了器件和衬底的示例。在器件层与衬底之间可以有其它层。如果衬底在另一侧面上，则在衬底与层112之间可存在其它层。

在器件上方形成颜色转换颗粒110的一种方法是在衬底202上生长颜色转换颗粒层，如图1B所示，并在颜色转换层上方形成微器件层。颗粒110可以是纳米线、核-壳纳米线、纳米线中的嵌入QD等。颜色转换粒子110可形成在牺牲层206上方。在一种相关情况下，颗粒110被键合在器件层102上方并且与原始衬底202分开。在另一情况下，颗粒110可嵌入在膜212中。膜212与原始衬底202分开并且键合在器件层上方。层212可以与最终结构中的层112相同。

在另一方法中，颜色转换颗粒生长在器件层102(或光学耦合层106)上方，其中光学耦合层形成在颜色转换颗粒与微器件层之间。在一种情况下，为了形成该颗粒，在器件层上方形成欧姆层。电介质层可形成在器件层102(或106)上方，电介质被图案化为颜色转换颗粒的尺寸和分布。

在另一相关情况下，颗粒直接形成在器件层102(或106)上(可以使用电介质或其他引晶方法)。欧姆层之后可沉积在颗粒110上方，然后在器件层上的颗粒之间间隔开。然后，如果需要的话，可对欧姆层进行退火。欧姆层可包括几个不同的子层。

在另一相关情况下，如图1C所示，颜色转换颗粒110和120可在顶侧面或底侧面上。为了在底侧面上形成颗粒120，颗粒可首先在衬底104上形成。它们可嵌入在层122中。层122可以是器件层102的一部分，诸如缓冲层、掺杂层或其组合。如果嵌入层122不同于器件层102，则在颜色转换颗粒120与器件层之间可存在光耦合层108。

一种方法，可在衬底104上形成缓冲层124。在缓冲层124之后形成晶种层126(图1D)。在此，晶种层可以是电介质层，在电介质层中具有开口。在另一相关情况下，晶种层形成为岛状物(例如，金属)。电介质层中的开口可以是纳米结构的尺寸。

图1E示出了其中在器件的顶表面上形成垫136的器件结构的一个示例。这里，形成电介质层134以至少覆盖器件的顶表面，并且形成开口134-1以提供对器件层的耦合进入。如果颜色转换颗粒在顶表面上，则垫可形成在颜色转换层上方，其中在颜色转换颗粒之间存在导电层112。在另一情况下，可在电介质开口134-1下方以及形成在器件层102或欧姆层106上方的垫下方移除颜色转换颗粒。另一垫132可形成在器件的同一侧面及顶侧面上。其中蚀刻器件层102的一部分以提供对器件层102-1的另一点的进入。电介质开口134-2可形成在该表面上。

在另一相关情况下，可在与形成第一垫136的侧面不同的侧面上存在颜色转换颗粒。

在另一相关情况下，可在与器件的第一垫136不同的侧面上存在第二垫。

在所有上述情况下，颜色转换颗粒(例如，纳米线、线中的QD等)可形成在器件层上。然后，器件层可被蚀刻成不同的台面尺寸以形成器件。

方法方面

本发明公开了一种在微器件中集成颜色转换材料的方法。该方法包括，使该微器件在第一衬底上；使该微器件包括器件层；使该微器件在该微器件的至少一个表面上还包括颜色转换颗粒，并且在该颜色转换颗粒和该器件层之间具有光耦合层。这里，第一衬底在该微器件的任一侧面上。此外，在该颜色转换颗粒上方形成导电层。此外，钝化层可嵌入该颜色转换颗粒层。另外，该器件层可包括缓冲层、n层、量子阱、p层和阻挡层中的一者。

该方法还公开了该导电层包括反射层，并且该钝化层包括反射层。

该方法还公开了由该微器件产生的光移动通过该颜色转换颗粒并被该反射层反射回来，并且该反射再次通过该颜色转换颗粒，进一步增强颜色转换。

本发明还公开了一种在微器件中集成颜色转换材料的方法，该方法包括：在第二衬底上形成颜色转换颗粒，以及在该颜色转换颗粒上方形成微器件层。此处，该颜色转换颗粒形成在牺牲层上方，其中该颜色转换颗粒键合在该器件层上方并且与该第二衬底分开，并且其中该颜色转换颗粒还嵌入在膜中使得该膜与该第二衬底分开并且然后键合在该器件层上方。

该方法还公开了，形成该颜色转换颗粒包括晶种层和沉积。

该方法还公开了该器件层包括缓冲层、n层、量子阱、p层和其它阻挡层中的一者。

该方法还公开了该颜色转换颗粒是纳米线或嵌入的量子点中的一者。

该方法还公开了在该颜色转换颗粒和该微器件层之间形成光学耦合层。这里，为了形成该颗粒，在欧姆层上方形成欧姆层，其中该电介质层具有被图案化为颜色转换颗粒的尺寸和分布的开口。

本发明还公开了一种在微器件中集成颜色转换材料的方法，该方法包括：在衬底上形成微器件层，以及在器件层上方形成颜色转换颗粒。

该方法还公开了形成颜色转换颗粒包括第一晶种层和沉积。

该方法还公开了器件层可包括缓冲层、n层、量子阱、p层和其它阻挡层中的一者。另外，该颜色转换颗粒可以是纳米线或嵌入的量子点中的一者。

该方法还公开了在该颜色转换颗粒和该微器件层之间形成光学耦合层。

该方法还公开了该颜色转换颗粒在该器件层的底侧面上，其中该颜色转换颗粒首先形成在该衬底上并且嵌入在附加层中。这里，该附加层是包括第一缓冲层或掺杂层或其组合的该器件层的一部分。此外，如果该附加层不同于该器件层，则在该颜色转换颗粒和该器件层之间可以存在光耦合层。此外，可在该衬底上形成第二缓冲层，并且在该第二缓冲层上形成第二晶种层。另外，该第二晶种层可以是具有开口的电介质层，其中该电介质层中的该开口可以是纳米结构的尺寸。

另外，垫可形成在该器件的顶表面上，并且形成第二电介质层以至少覆盖该器件的顶表面，并且形成开口以提供对该器件层的耦合进入。这里，如果该颜色转换颗粒在该顶表面上，则该垫可形成在该颜色转换层上方，其中在该颜色转换颗粒之间存在导电层。这里，也可在该电介质开口下方移除该颜色转换颗粒，并且在该器件层或该欧姆层上方形成该垫。这里，也可在该器件的同一侧面上形成另一垫，其中蚀刻该器件层的一部分以提供对该器件层的另一点的进入，并且在该表面上形成电介质开口。

该方法还公开了该颜色转换颗粒可在与形成该第一垫的侧面不同的侧面上。

该方法还公开了该第二垫可在与该器件的该第一垫不同的侧面上。

本发明的一个或多个实施方式的前述描述是出于说明和描述的目的而呈现的。并不意在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。根据上述教示，许多修改和变化是可能的。本发明的范围旨在不受此详细描述的限制，而是由所附的权利要求限制。