本公開(kāi)涉及包括半導(dǎo)體層的發(fā)光二極管、包括具有優(yōu)異光效率的發(fā)光二極管的顯示設(shè)備以及制造顯示設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

1、用于向用戶(hù)提供圖像的電子裝置可以是智能電話(huà)、膝上型計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)和智能電視，并且包括用于顯示圖像的顯示設(shè)備。例如，電子裝置可以是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)裝置、虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)裝置、視頻投影裝置等。電子裝置可以包括微顯示設(shè)備。微顯示設(shè)備可以包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶片和設(shè)置在cmos晶片上并且顯示高亮度圖像的發(fā)光二極管。微顯示設(shè)備可以在低電功率下工作。包括發(fā)光二極管的顯示設(shè)備的顯示技術(shù)已經(jīng)由于顯示質(zhì)量的發(fā)展而進(jìn)步。

2、應(yīng)當(dāng)理解，本背景技術(shù)部分旨在部分地為理解該技術(shù)提供有用的背景。然而，本背景技術(shù)部分也可以包括在本文中所公開(kāi)的主題的相應(yīng)有效申請(qǐng)日之前不是相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的部分的觀(guān)點(diǎn)、構(gòu)思或認(rèn)識(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、實(shí)施方式提供了具有優(yōu)異光效率的發(fā)光二極管。

2、實(shí)施方式還提供了具有優(yōu)異顯示質(zhì)量的顯示設(shè)備。

3、實(shí)施方式還提供了制造顯示設(shè)備的方法。

4、然而，本公開(kāi)的實(shí)施方式不限于本文中所闡述的那些實(shí)施方式。通過(guò)參考下面給出的本公開(kāi)的詳細(xì)描述，以上和其他實(shí)施方式對(duì)于本公開(kāi)所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)變得更加顯而易見(jiàn)。

5、本公開(kāi)的實(shí)施方式提供了一種發(fā)光二極管，發(fā)光二極管包括：第一電極部分；第二電極部分，設(shè)置在第一電極部分上；以及半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)置在第一電極部分和第二電極部分之間。半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)包括：第一半導(dǎo)體層；第二半導(dǎo)體層，設(shè)置在第一半導(dǎo)體層上；第三半導(dǎo)體層，設(shè)置在第二半導(dǎo)體層上；光學(xué)層；以及有源層，在厚度方向上與光學(xué)層間隔開(kāi)。光學(xué)層和有源層中的任何一個(gè)設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間，并且光學(xué)層和有源層中的另一個(gè)設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層之間。光學(xué)層包括多孔層以及設(shè)置在多孔層上的無(wú)孔層。在垂直于厚度方向的方向上，多孔層的第一寬度大于無(wú)孔層的第二寬度。

6、在實(shí)施方式中，多孔層的第一折射率可以小于無(wú)孔層的第二折射率。

7、在實(shí)施方式中，多孔層和無(wú)孔層可以各自包括與第一半導(dǎo)體層至第三半導(dǎo)體層中的任何兩個(gè)的半導(dǎo)體材料相同的半導(dǎo)體材料。

8、在實(shí)施方式中，光學(xué)層可以包括氮化鎵(gan)、氮化銦鎵(ingan)和氮化鋁鎵(algan)中的至少一種。

9、在實(shí)施方式中，多孔層的厚度可以滿(mǎn)足以下等式1，并且無(wú)孔層的厚度可以滿(mǎn)足以下等式2:

10、[等式1]

11、t1＝λ0/4n1

12、[等式2]

13、t2＝λ0/4n2

14、在等式1中，n1是多孔層的折射率，并且t1是多孔層的厚度，在等式2中，n2是無(wú)孔層的折射率，并且t2是無(wú)孔層的厚度，并且在等式1和等式2中，λ0是從有源層發(fā)射的光的波長(zhǎng)。

15、在實(shí)施方式中，無(wú)孔層的厚度可以是多孔層的厚度的約2m0+1倍，其中，m0是0或更大的整數(shù)。

16、在實(shí)施方式中，光學(xué)層可以設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層之間。有源層可以設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間。第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層中的每一個(gè)可以包括n型半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層可以包括p型半導(dǎo)體層。

17、在實(shí)施方式中，光學(xué)層可以設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間。有源層可以設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層之間。第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層中的每一個(gè)可以包括n型半導(dǎo)體層。第三半導(dǎo)體層可以包括p型半導(dǎo)體層。

18、在本公開(kāi)的實(shí)施方式中，顯示設(shè)備包括：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶片；以及多個(gè)發(fā)光二極管，設(shè)置在cmos晶片上。發(fā)光二極管中的每一個(gè)包括：第一電極部分；第二電極部分，設(shè)置在第一電極部分上；以及半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)置在第一電極部分和第二電極部分之間。半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)包括：第一半導(dǎo)體層；第二半導(dǎo)體層，設(shè)置在第一半導(dǎo)體層上；第三半導(dǎo)體層，設(shè)置在第二半導(dǎo)體層上；光學(xué)層；以及有源層，在厚度方向上與光學(xué)層間隔開(kāi)。光學(xué)層和有源層中的任何一個(gè)設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間，并且光學(xué)層和有源層中的另一個(gè)設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層之間。光學(xué)層包括多孔層以及設(shè)置在多孔層上的無(wú)孔層。在垂直于厚度方向的方向上，多孔層的第一寬度大于無(wú)孔層的第二寬度。

19、在實(shí)施方式中，多孔層的第一折射率可以小于無(wú)孔層的第二折射率。

20、在實(shí)施方式中，多孔層、無(wú)孔層以及第一半導(dǎo)體層至第三半導(dǎo)體層中的任何兩個(gè)可以包括相同的材料。

21、在實(shí)施方式中，光學(xué)層可以包括氮化鎵(gan)、氮化銦(inn)和氮化銦鎵(ingan)中的至少一種。

22、在實(shí)施方式中，顯示設(shè)備還可以包括：側(cè)表面反射層，設(shè)置在第一電極部分的側(cè)表面上、半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上、第二電極部分的側(cè)表面上以及第二電極部分的上表面上。側(cè)表面反射層可以包括金(au)、銅(cu)、銀(ag)、鈦(ti)和鋁(al)中的至少一種。

23、在實(shí)施方式中，顯示設(shè)備還可以包括：側(cè)表面絕緣層，設(shè)置在第一電極部分的側(cè)表面上、半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上、第二電極部分的側(cè)表面上以及第二電極部分的上表面上。側(cè)表面反射層可以設(shè)置在側(cè)表面絕緣層的外側(cè)上。

24、在實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，側(cè)表面絕緣層的延伸方向可以相對(duì)于厚度方向傾斜。

25、在實(shí)施方式中，穿過(guò)側(cè)表面反射層和側(cè)表面絕緣層中的每一個(gè)可以形成有暴露第二電極部分的上表面的部分區(qū)域的開(kāi)口。

26、在實(shí)施方式中，多個(gè)發(fā)光二極管可以包括：第一發(fā)光二極管，包括第二電極部分；以及第二發(fā)光二極管，包括第二電極部分。顯示設(shè)備還可以包括公共電極，公共電極配置為電連接第一發(fā)光二極管的第二電極部分和第二發(fā)光二極管的第二電極部分。公共電極可以通過(guò)開(kāi)口與部分區(qū)域接觸。

27、在實(shí)施方式中，顯示設(shè)備還可以包括設(shè)置在多個(gè)發(fā)光二極管上并且分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)發(fā)光二極管的多個(gè)透鏡。

28、在本公開(kāi)的實(shí)施方式中，制造顯示設(shè)備的方法包括：準(zhǔn)備cmos晶片，cmos晶片具有第一硅襯底和設(shè)置在第一硅襯底上的導(dǎo)電層；準(zhǔn)備半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體襯底具有初始半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)和設(shè)置在初始半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)上的第二硅襯底；聯(lián)接cmos晶片和半導(dǎo)體襯底；干法蝕刻初始半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)以形成半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)；形成第二電極部分；以及形成第一電極部分。在形成半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)的同時(shí)或者在形成半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)之后執(zhí)行形成第二電極部分。半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)包括：第一半導(dǎo)體層；第二半導(dǎo)體層，形成在第一半導(dǎo)體層上；第三半導(dǎo)體層，形成在第二半導(dǎo)體層上；光學(xué)層；以及有源層，在厚度方向上與光學(xué)層間隔開(kāi)。光學(xué)層和有源層中的任何一個(gè)形成在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間，并且光學(xué)層和有源層中的另一個(gè)形成在第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層之間。光學(xué)層包括多孔層以及設(shè)置在多孔層上的無(wú)孔層。在干法蝕刻初始半導(dǎo)體結(jié)結(jié)構(gòu)之后，通過(guò)電化學(xué)蝕刻形成多孔層和無(wú)孔層。

29、在實(shí)施方式中，在垂直于厚度方向的方向上，多孔層的第一寬度可以大于無(wú)孔層的第二寬度。