【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開的實施例總體上涉及發光二極管(led)器件陣列及其制造方法。更特別地，實施例針對具有順序沉積在同一晶片上的第一和第二p-n結的發光二極管器件，第一和第二結具有相反的n層和p層的沉積順序。一個發光有源區嵌入在第一結的n層和p層之間，并且另一個發光有源區嵌入在第二結的n層和p層之間。
技術介紹
1、發光二極管(led)是一種半導體光源，當電流流過它時，其發射可見光。led組合了p型半導體與n型半導體。led通常使用iii族化合物半導體。iii族化合物半導體在比使用其他半導體的器件更高的溫度下提供穩定的操作。iii族化合物通常形成在由藍寶石或碳化硅(sic)形成的襯底上。
2、一般而言，基于氮化銦鎵(ingan)的led(并且尤其是綠色led)遭受被稱為“效率下降”的問題。下降指的是隨著電流密度的增加，led的外部量子效率(eqe)的非熱降低。下降是由非輻射俄歇復合率隨著載流子密度的增加而增加引起的。優化多量子阱設計以最小化俄歇復合(下降)已經成為多年來廣泛研究的主題。特別是對于綠色led，已經發現改善下降所需的設計變化也不幸地增加了正向電壓。在下降和正向電壓之間的相互作用使其很難進一步改善在高電流密度下操作的綠色led的流明/瓦特和功率轉換效率(pce)。
3、降低電流密度是已知的降低正向電壓以及增加eqe和pce的直接方法。增加總發射器面積將是一種在保持固定光輸出的同時降低電流密度的方法，但是該方法增加了系統成本，并且對于需要小光源尺寸的應用是不可能的。隧道結級聯led是一種器件設計，其已經被提出用于
4、然而，級聯led的缺點是其高操作電壓(對于串聯連接的多個結是不可避免的)。即使通過降低電流密度具有效率增益，級聯led也仍然需要在10a/cm2以上操作，以匹配在40a/cm2的常規led的通量。級聯led正向電壓將超過6v，并且這樣高的電壓限制了可能應用的范圍。例如，6v級聯led不能用于升級用3.5v驅動器設計的現有照明系統。
5、因此，存在對改進的led器件的需要。
技術實現思路
1、本公開的實施例針對led器件和用于制造led器件的方法。在一個或多個實施例中，一種發光二極管(led)器件包括：在第二發光堆疊上的第一發光堆疊，其中第一發光堆疊包括在第一隧道結上的第一n型層、在第一p型層上的第一隧道結、以及在第一發光有源區上的第一p型層，第二發光堆疊包括與第一發光有源區接觸并且在第二發光有源區上的第二n型層、在第二p型層上的第二發光有源區；以及在第二發光堆疊上并延伸到第一發光堆疊的金屬接觸。
2、本公開的附加實施例針對制造led器件的方法。在一個或多個實施例中，一種制造發光二極管(led)管芯的方法包括：在外延晶片上外延生長第一發光堆疊和第二發光堆疊，第一發光堆疊包括在第一隧道結上的第一n型層、在第一p型層上的第一隧道結、以及在第一發光有源區上的第一p型層，第二發光堆疊包括與第一發光有源區接觸并且在第二發光有源區上的第二n型層、在第二p型層上的第二發光有源區；以及在第二p-n結上形成至少一個金屬接觸。
3、本公開的另外的實施例針對一種制造薄膜倒裝芯片(tffc)管芯的方法。在一個或多個實施例中，一種制造薄膜倒裝芯片(tffc)管芯的方法包括：在外延晶片上順序形成兩個p-n結以形成外延堆疊，該外延堆疊包括至少一個n型層和至少一個p型層、并且具有嵌入在至少一個n型層和至少一個p型層之間的發光有源區；干法蝕刻該外延堆疊以形成不同深度的兩個通孔；在兩個通孔中共形地沉積電介質層；移除部分電介質層以形成接觸開口；在接觸開口中沉積陽極層和陰極層中的一個或多個；在陽極層或陰極層中的一個或多個上沉積接合金屬層；對薄膜倒裝芯片(tffc)管芯進行切單；以及將薄膜倒裝芯片(tffc)管芯接合到基板(submount)。
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1.一種發光二極管(LED)管芯，包括：
2.根據權利要求1所述的LED管芯，其中所述金屬接觸包括陰極層或陽極層中的一個或多個。
3.根據權利要求1所述的LED管芯，其中使用單個電壓源，正向電流并聯穿過所述第一發光堆疊和所述第二發光堆疊。
4.根據權利要求1所述的LED管芯，進一步包括基板。
5.根據權利要求1所述的LED管芯，其中所述第一n型層、所述第二n型層和所述第三n型層獨立地包括氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化鎵鋁(GaAlN)、氮化鎵銦(GaInN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化銦鋁(InAlN)等中的一種或多種。
6.根據權利要求5所述的LED管芯，其中所述第一n型層、所述第二n型層和所述第三n型層包括氮化鎵(GaN)。
7.根據權利要求1所述的LED管芯，其中陰極層和陽極層獨立地包括鋁(Al)或銀(Ag)中的一種或多種。
8.根據權利要求2所述的LED管芯，還包括在所述LED管芯上的電介質層。
9.
10.根據權利要求9所述的LED管芯，其中所述接合金屬層包括鈦(Ti)和金(Au)中的一種或多種。
11.根據權利要求1所述的LED管芯，其中所述第一發光有源區和所述第二發光有源區中的一個或多個發射綠光。
12.一種制造發光二極管(LED)管芯的方法，所述方法包括：
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述金屬接觸包括陰極層或陽極層中的一個或多個。
14.根據權利要求12所述的方法，其中使用單個電壓源，正向電流并聯穿過所述第一發光堆疊和所述第二發光堆疊。
15.根據權利要求12所述的方法，還包括將所述LED管芯安裝到基板。
16.根據權利要求13所述的方法，還包括在所述LED管芯上形成電介質層。
17.根據權利要求13所述的方法，還包括形成接合金屬層。
18.根據權利要求12所述的方法，其中所述第一發光有源區和所述第二發光有源區中的一個或多個發射綠光。
19.一種制造薄膜倒裝芯片(TFFC)管芯的方法，所述方法包括：
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述外延堆疊包括第一發光堆疊和第二發光堆疊，所述第一發光堆疊包括在第一隧道結上的第一n型層、在第一p型層上的第一隧道結、以及在第一發光有源區上的第一p型層，并且所述第二發光堆疊包括與第一發光有源區接觸并且在第二發光有源區上的第二n型層、在第二p型層上的第二發光有源區。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種發光二極管(led)管芯，包括：
2.根據權利要求1所述的led管芯，其中所述金屬接觸包括陰極層或陽極層中的一個或多個。
3.根據權利要求1所述的led管芯，其中使用單個電壓源，正向電流并聯穿過所述第一發光堆疊和所述第二發光堆疊。
4.根據權利要求1所述的led管芯，進一步包括基板。
5.根據權利要求1所述的led管芯，其中所述第一n型層、所述第二n型層和所述第三n型層獨立地包括氮化鎵(gan)、氮化鋁(aln)、氮化銦(inn)、氮化鎵鋁(gaaln)、氮化鎵銦(gainn)、氮化鋁鎵(algan)、氮化鋁銦(alinn)、氮化銦鎵(ingan)、氮化銦鋁(inaln)等中的一種或多種。
6.根據權利要求5所述的led管芯，其中所述第一n型層、所述第二n型層和所述第三n型層包括氮化鎵(gan)。
7.根據權利要求1所述的led管芯，其中陰極層和陽極層獨立地包括鋁(al)或銀(ag)中的一種或多種。
8.根據權利要求2所述的led管芯，還包括在所述led管芯上的電介質層。
9.根據權利要求2所述的led管芯，還包括接合金屬層。
10.根據權利要求9所述的led管芯，其中所述接合金屬層包括鈦(ti)和金(au)中的一種或多種。<...
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