包括发光二极管的光电器件的制作方法

包括发光二极管的光电器件
1.本专利申请要求法国专利申请fr19/05332的优先权，该申请通过引用结合于此。
技术领域
2.本公开涉及一种包括由半导体材料制成的发光二极管的光电器件，特别是显示屏或图像投影器件，及其制造方法。


背景技术：

3.图像的像素对应于由光电器件显示的图像的单位元素。当光电器件是彩色图像显示屏时，对于图像的每个像素的显示，它通常包括至少三个部件(也称为显示子像素)，该至少三个部件各自基本上以单个颜色(例如，红色、绿色和蓝色)发射光辐射。由三个显示子像素发射的辐射的叠加为观察者提供了对应于所显示的图像的像素的彩色感觉。在这种情况下，由用于显示图像的像素的三个显示子像素形成的组件被称为光电器件的显示像素。每个显示子像素可以包括至少一个发光二极管。
4.特别是出于成本原因，通过相同制造方法的相同步骤同时形成多个发光二极管可能是有利的。发光二极管的活性区然后将发射处于相同波长的电磁辐射。为了获得发射处于不同波长的电磁辐射的显示子像素，一种可能性是利用能够将由发光二极管发射的电磁辐射转换成不同波长下的电磁辐射的磷光体层覆盖某些发光二极管。然而，可能很难准确地获得期望的颜色。进一步，磷光体的成本可能很高。
5.因此，需要一种包括发光二极管的光电器件，该发光二极管包括发射不同波长下的电磁辐射的显示子像素，其中磷光体的使用被减少，甚至被抑制。
6.进一步，对于某些应用，需要控制发光二极管的开启和关闭，而不改变施加在发光二极管的电极之间的电压。


技术实现要素：

7.因此，实施例的目的是至少部分地克服包括发光二极管的前述光电器件的缺点。
8.实施例的另一目的是减少或者甚至抑制磷光体的使用。
9.实施例的另一目的是能够通过共同的步骤同时形成能够发射不同波长下的电磁辐射的多个发光二极管。
10.实施例的另一目的是光电器件能够以工业规模和以低成本制造。
11.为此，实施例提供了一种光电器件，该光电器件包括至少第一和第二发光二极管，该第一和第二发光二极管各自包括第一p型掺杂半导体部分和第二n型掺杂半导体部分、在第一和第二半导体部分之间包括多个量子阱的活性区、覆盖活性区的和第一半导体部分的至少一部分的侧壁的导电层、以及介于活性区的和导电层的至少一部分的侧壁之间的绝缘层，该器件包括用于独立于第二发光二极管的导电层控制第一发光二极管的导电层的装置，光电器件对于第一和第二发光二极管中的每一个，包括电耦接到第一半导体部分的第一导电垫、电耦接到第二半导体部分的第二导电垫以及电耦接到导电层的第三导电垫。
12.根据实施例，对于第一和第二发光二极管中的每一个，活性区包括多个量子阱。
13.根据实施例，对于每个活性区，最靠近第一半导体部分的量子阱的组成不同于最靠近第二半导体部分的量子阱的组成。
14.根据实施例，对于每个活性区，每个量子阱包括具有第一、第二和第三化学元素的三元化合物。量子阱的第一种化学元素的质量浓度是相同的。量子阱的第二化学元素的质量浓度相同，并且最靠近第一半导体部分的量子阱的第三化学元素的质量浓度不同于最靠近第二半导体部分的量子阱的第三化学元素的质量浓度。
15.根据实施例，最靠近第一半导体部分的量子阱的第三化学元素的质量浓度和最靠近第二半导体部分的量子阱的第三化学元素的质量浓度之间的差大于10个百分点。
16.根据实施例，第一化学元素是iii族元素。
17.根据实施例，第一化学元素是镓。
18.根据实施例，第二化学元素是第v族元素。
19.根据实施例，第二化学元素是氮。
20.根据实施例，第三化学元素是iii族元素。
21.根据实施例，第三化学元素是铟。
22.根据实施例，每个发光二极管具有“台面”结构。
23.根据实施例，对于每个发光二极管，第二半导体部分是线形的。
24.根据实施例，每个发光二极管还包括在活性区和第一半导体部分之间的电子阻挡层。根据实施例，第一和第二导电垫与导电层电绝缘。
25.实施例还提供了一种从诸如先前定义的光电器件进行光发射的方法，包括在：第一和第二发光二极管中的每一个的第一和第二半导体部分之间施加第一电压；在第一发光二极管的导电层和第一半导体部分之间施加第二电压；以及在第二发光二极管的导电层和第一半导体部分之间施加第三电压，第三电压不同于第二电压。
附图说明
26.前述特征和优点以及其他特征和优点将在以下通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中参照附图进行详细描述，在附图中：
27.图1示出了包括发光二极管的光电器件的实施例；
28.图2示出了光电器件的另一实施例；
29.图3示出了光电器件的另一实施例；
30.图4示出了用于执行模拟的发光二极管的实施例；
31.图5示出了图4的发光二极管的内部量子效率根据流过发光二极管的电流的表面密度的变化的曲线；
32.图6示出了图4的发光二极管的电光转换效率根据流过发光二极管的电流的表面密度的变化的曲线；
33.图7示出了流过图4的发光二极管的电流的表面密度根据施加到发光二极管的阳极
‑
阴极电压的变化的曲线；
34.图8示出了图4的发光二极管的活性区中的辐射复合率的变化的曲线；
35.图9示出了图4的发光二极管的活性区中的价带的能量的变化曲线；
36.图10示出了图4的发光二极管的活性区中的空穴浓度的变化的曲线；
37.图11示出了图4的发光二极管的活性区中的辐射复合率的变化的曲线；
38.图12类似于图10；
39.图13类似于图11；
40.图14示出了制造图1的光电器件的方法的实施例的步骤；
41.图15示出了该方法的另一步骤；
42.图16示出了该方法的另一步骤；
43.图17示出了该方法的另一步骤；
44.图18示出了该方法的另一步骤；
45.图19示出了该方法的另一步骤；
46.图20示出了该方法的另一步骤；
47.图21示出了制造图2的光电器件的方法的实施例的步骤；
48.图22示出了该方法的另一步骤；
49.图23示出了该方法的另一步骤；
50.图24示出了该方法的另一步骤；
51.图25示出了该方法的另一步骤；
52.图26示出了该方法的另一步骤；
53.图27示出了该方法的另一步骤；
54.图28示出了该方法的另一步骤；
55.图29示出了制造图3的光电器件的方法的实施例的步骤；
56.图30示出了该方法的另一步骤；
57.图31示出了该方法的另一步骤；
58.图32示出了该方法的另一步骤；
59.图33示出了该方法的另一步骤；
60.图34示出了该方法的另一步骤；
61.图35示出了该方法的另一步骤；以及
62.图36示出了该方法的另一步骤。
具体实施方式
63.在不同的附图中，相同的元件用相同的附图标记指代，并且进一步，如在电子电路的表示中通常的那样，各种附图不是按比例绘制的。特别地，各种实施例之间共有的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以设置相同的结构、尺寸和材料特性。进一步，只有对理解本说明书有用的那些元件被示出并将被描述。特别地，发光二极管的结构是本领域技术人员公知的，并且没有详细描述。
64.在下面的描述中，当参考限定相对位置的术语(诸如术语“上”、“下”等)时，参考附图的取向或参考处于正常使用位置的光电器件。除非另有说明，否则表述“基本上”、“大约”、“近似”和“在
……
的量级”表示在10％以内，优选地在5％以内。进一步，发光二极管的“活性区”指代发光二极管的由发光二极管提供的大部分电磁辐射从其发射的区域。除非另有说明，当对连接在一起的两个元件进行引用时，这表示除了导体之外没有任何中间元件
的直接连接，而当对耦接在一起的两个元件进行引用时，这表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其他元件耦接。进一步，在此认为术语“绝缘”和“导电”分别表示“电学绝缘”和“电学导电”。
65.图1是能够发射光的光电器件10的实施例的局部简化横截面图。根据实施例，光电器件10包括至少两个电子电路12和14。第一电路12包括发光二极管del。第二电路14包括用于控制第一电路12的发光二极管的电子部件(未示出)，特别是晶体管。第一电路12结合到第二电路14，例如，通过分子结合或通过倒装型连接，特别是球或微管倒装法。第一集成电路12在下面的描述中被称为光电电路或光电芯片，并且第二集成电路14可以是集成电路并且在下面的描述中被称为控制电路或控制芯片。
66.光电器件10在操作中旨在用于向上发射光。在图1中，光电电路12从上到下包括：
67.‑
衬底16，例如绝缘衬底，该衬底对于由发光二极管发射的电磁辐射至少部分透明，并且界定了光电器件10的发射表面18，衬底可能不存在；
68.‑
第一导电类型的掺杂半导体层20，该第一导电类型的掺杂半导体层对于由发光二极管del发射的电磁辐射至少部分透明；
69.‑
侧向绝缘沟槽22，该侧向绝缘沟槽延伸穿过半导体层20的整个厚度，并且界定半导体层20中的衬底24中的部分，图1中示出了三个衬底部分24，侧向绝缘沟槽22可能不存在；
70.‑
对于每个衬底部分24的至少一个发光二极管del，每个发光二极管del包括与相对应的衬底部分24接触的上半导体部分26、活性区28和下半导体部分30，活性区28介于上半导体部分26和下半导体部分30之间，下半导体部分30包括与活性区28相对的一侧上的下表面32，堆叠包括上半导体部分26、活性区28和下半导体部分30，形成由侧壁34和下表面32界定的岛；
71.‑
对于每个发光二极管del的绝缘层36，该绝缘层覆盖发光二极管del周围的衬底部分24并覆盖发光二极管del的侧壁34；
72.‑
对于每个发光二极管del的导电层38，下文中称为栅极，该导电层覆盖绝缘层36；
73.‑
对于每个发光二极管del的绝缘层40，该绝缘层覆盖栅极38和下半导体部分30的下表面32的一部分，绝缘层40可能不存在；以及
74.‑
对于每个发光二极管del的与相对应的衬底部分24接触的第一导电垫42，与下半导体部分30的下表面32接触的第二导电垫44，以及与栅极38接触的第三导电垫46。
75.控制芯片14在光电电路12的一侧上包括，对于每个发光二极管del的三个导电垫48、50、52，导电垫48连接到导电垫42，导电垫50连接到导电垫44，并且导电垫52连接到导电垫46。在控制芯片14通过分子结合被结合到光电电路12的情况下，导电垫48、50、52可以与导电垫42、44、46接触。在控制芯片14通过“倒装芯片”型连接结合到光电电路12的情况下，焊球或微管可以介于导电垫42、44、46和导电垫48、50、52之间。
76.在图1中示出的实施例中，每个发光二极管del被称为“台面”类型，也就是说，它包括已经被蚀刻以形成岛的平面层的堆叠。
77.图2是能够发射光的光电器件55的另一实施例的局部简化横截面图。光电器件55包括图1中示出的光电器件10的所有元件，不同之处在于不存在衬底16，并且每个发光二极管del是轴向型的，也就是说，下半导体部分26和上半导体部分30以线的形式制造。图2示出
了用于每个衬底部分24的两个发光二极管del，相关联的导电垫44连接到两个发光二极管del中的每个的下半导体部分30。
78.图3是能够发射光的光电器件60的另一实施例的局部简化横截面图。光电器件60包括图1中示出的光电器件10的所有元件，不同之处在于不存在衬底16和半导体层20。进一步，发光二极管del分布在至少两个发光二极管del的组中，并且对于每个发光二极管del，上半导体部分26是线形的，活性区28至少部分地具有从上半导体部分26张开的圆锥形或截头圆锥形形状，并且下半导体部分30对于同一群组的发光二极管del是公共的。进一步，对于每个发光二极管del，导电垫42通过导电元件61电学耦接到上半导体部分26。
79.图4是发光二极管del的更详细的局部简化截面图。根据实施例，活性区28是由光电电路12递送的大部分电磁辐射从其发射的层。根据实施例，活性区28包括多个量子阱。然后，它包括称为量子阱层的第一半导体层62和称为势垒层的第二半导体层64的交替，每个量子阱层62由带隙低于形成上部部分26和下部部分30的材料的带隙的半导体材料制成。
80.半导体层和部分20、26、30、62、64至少部分地由至少一种半导体材料构成。半导体材料选自包括iii
‑
v化合物(例如iii
‑
n化合物)、ii
‑
vi化合物、或iv族半导体或化合物的组。iii族元素的示例包括镓(ga)、铟(in)或铝(al)。iii
‑
n化合物的示例是gan、aln、inn、ingan、algan、或alingan。也可以使用其他v族元素，例如磷或砷。ii族元素的示例包括iia族元素(特别是铍(be)和镁(mg))以及iib族元素(特别是锌(zn)、镉(cd)和汞(hg))。vi族元素的示例包括via族元素，特别是氧(o)和碲(te)。ii
‑
vi族化合物的示例是zno、znmgo、cdzno、cdznmgo、cdhgte、cdte、或hgte。iv族半导体材料的示例为硅(si)、碳(c)、锗(ge)、碳化硅合金(sic)、硅锗合金(sige)或碳化锗合金(gec)。半导体层和部分20、26、30、62、64可以包括掺杂剂。作为示例，对于iii
‑
v化合物，掺杂剂可以选自p型ii族掺杂剂(例如镁(mg)、锌(zn)、镉(cd)或汞(hg))、p型iv族掺杂剂(例如碳(c))或n型iv族掺杂剂(例如硅(si)、锗(ge)、硒(se)、硫(s)、铽(tb)或锡(sn))。
81.每个势垒层64可以由与上部部分26和下部部分30的材料相同的材料(尤其是非有意掺杂的)制成。根据实施例，每个量子阱层62包括与形成上部部分26和下部部分30的相同的iii
‑
v族或ii
‑
vi族化合物，并且还包括附加元素。根据实施例，当上部部分26和下部部分30由gan制成时，每个量子阱层64可以由in的质量浓度在从10％至30％范围内的ingan制成。每个量子阱层62的厚度可以在从3nm至10nm的范围内。每个势垒层64的厚度可以在从3nm至50nm的范围内。
82.根据实施例，最靠近上半导体部分26的量子阱层64中的附加元素的质量浓度不同于最靠近下半导体部分30的量子阱层64中的附加元素的质量浓度。根据实施例，最靠近上半导体部分26的量子阱层64中的附加元素的质量浓度和最靠近下半导体部分30的量子阱层64中的附加元素的质量浓度之间的差大于10个百分点。
83.根据实施例，上半导体部分26主要由掺杂有第一导电类型(例如，n型掺杂)的iii
‑
n化合物(例如，氮化镓)制成。n型掺杂剂可以是硅。上半导体部分26的掺杂剂浓度可以在从10
17
个原子/cm3至5*10
20
个原子/cm3的范围内。根据实施例，下半导体部分30例如至少部分由iii
‑
n化合物(例如氮化镓)制成。部分30可以掺杂有第二导电类型(例如p型)。下半导体部分30的掺杂剂浓度可以在从10
17
个原子/cm3至5*10
20
个原子/cm3的范围内。下半导体部分30可以包括具有不同质量浓度的掺杂剂的相同材料的至少两个半导体层30的堆叠，最远离
活性区28的层是最重掺杂的。
84.每个光电器件10、55、60还可以包括介于活性区28和p型掺杂半导体部分30之间的电子阻挡层66，优选地与活性区28和p型掺杂半导体部分30接触。电子阻挡层66在活性区28中提供了良好的载流子分布，并减少了电子朝向p型掺杂半导体部分30扩散。电子阻挡层66可以由三元化合物形成，例如氮化铝镓(algan)或氮化铟铝(alinn)。电子阻挡层66的厚度可以在20nm的量级。
85.导电层38优选地对应于金属层，例如铝、银、铜、钛、氮化钛或锌。形成导电层38的材料可以是对由发光二极管del发射的辐射至少透明的导电材料，诸如氧化铟锡(ito)、掺杂或不掺杂有铝或镓的氧化锌、或石墨烯。导电层38的厚度可以在从0.5μm至10μm的范围内。
86.每个绝缘层36、40可以由介电材料制成，例如由氧化硅(sio2)、由氮化硅(si
x
n
y
，其中x约等于3，并且y约等于4，例如si3n4)、由氮氧化硅(sio
x
n
y
，其中x可以约等于1/2，并且y可以约等于1，例如si2on2)、由氧化铝(al2o3)、或者由氧化铪(h
f
o2)制成。绝缘层36在其覆盖发光二极管del的侧壁34的部分中的最小厚度可以在从1nm到10μm的范围内。绝缘层40可以由有机材料制成。例如，绝缘层36是硅树脂聚合物、环氧聚合物、丙烯酸聚合物或聚碳酸酯、白色树脂、黑色树脂或特别地填充有氧化钛颗粒的透明树脂。
87.每个导电垫42、44、46、48、50、52可以至少部分地由选自包括铜、钛、钽、钨或它们的相关氮化物、镍、金、锡铝以及这些化合物中的至少两种的合金的组的材料制成。
88.根据实施例，发光二极管del中的至少一些可以覆盖有包含发光体的光致发光层，当发光体被相关联的发光二极管del发射的光激发时，发光体能够发射处于不同于相关联的发光二极管del发射的光的波长的波长的光。优选地，没有发光二极管del覆盖有光致发光层。
89.在图2和图3中示出的实施例中，每个上半导体部分26和可能的每个下半导体部分30沿着优选方向具有细长形状(例如圆柱形、圆锥形或截头圆锥形形状)，其具有在从5nm到2.5μm，优选地从50nm到2.5μm的范围内的至少两个尺寸(称为次尺寸)、大于或等于最大次尺寸的1倍、优选大于或等于5倍、以及更优选地大于或等于10倍的第三维度(称为主维度)。在某些实施例中，次维度可以小于或等于大约1μm，优选在100nm至1μm的范围内，更优选在100nm至800nm的范围内。在某些实施例中，每个半导体部分26的高度可以大于或等于500nm，优选地在1μm至20μm的范围内。上半导体部分26的基部具有例如椭圆形、圆形或多边形形状，特别是三角形、矩形、正方形或六边形。
90.已经利用图4中示出的发光二极管del的结构执行发光二极管del的操作的模拟。发光二极管del具有带有旋转对称性的结构。图4是发光二极管del的半部的截面图，纵坐标轴对应于发光二极管del的旋转轴。对于模拟，发光二极管del的半导体部分26和30是具有半径等于5μm的圆形基部的圆柱体。上半导体部分26和半导体部分20由掺杂剂浓度等于10
19
个原子/cm3的n型掺杂gan制成。下半导体层30由掺杂剂浓度为10
19
个原子/cm3的p型掺杂gan制成。活性区28包括多个量子阱，这些量子阱包括各自具有16％的铟的质量浓度和等于3nm的厚度的ingan层62和各自具有等于10nm的厚度的非有意掺杂的gan层64的交替。活性区28包括五个ingan层62和六个gan层64，最靠近下半导体部分30的活性区28的层和最靠近上半导体部分26的活性区28的层是势垒层64中的一个。发光二极管del还包括algan电子阻
挡层66，该algan电子阻挡层具有等于20％的铝的质量浓度、具有等于20nm的厚度并且位于下半导体部分30和活性区28之间。绝缘层36(当存在于模拟中时)由sio2制成并且具有3nm的厚度。发光二极管del的阴极c由施加到下半导体部分30的表面32的被取为等于0v的第一恒定电势模拟。发光二极管del的阳极a由第二恒定电势模拟，除非另有说明，该第二恒定电势等于2.5v并且施加到衬底部分24的壁上。栅极38在存在于模拟中时由施加到与侧壁34相对的一侧上的绝缘层36的第三可控电势来模拟。对于不存在栅极38的模拟，绝缘层36被认为具有无限的厚度。
91.对于某些模拟，已经模拟了发光二极管del的侧壁34上的缺陷的存在，该缺陷通过表面密度qssd的非辐射施主型陷阱导致侧壁34上的电子累积和/或通过表面密度qssa的受主型陷阱导致侧壁34上的空穴累积。施主型陷阱只要其没有俘获电子就呈正电性，并且在其俘获电子时呈电中性。受主型陷阱只要其没有俘获电子就是电中性，并且在其俘获电子时具有负电荷。对于这种缺陷，当它们存在时，陷阱的表面密度为10
17
个原子/cm2，陷阱的平均复合时间为10
‑
11
s，并且陷阱的能量等于量子阱的能量的一半。
92.图5示出了如图4所示的发光二极管del的活性区28的内部量子效率iqe根据供应给阳极a并且根据对数标度以a/cm2表示的电源电流i的表面密度的变化的曲线c1到c6。内部量子效率iqe等于在活性区28中产生的光子的数量与穿过活性区28的电子的数量的比率。内部量子效率是从0到1不等的无单位数。
93.图6示出了如图4所示的发光二极管del的电光转换效率wpe根据供应给阳极a并且根据对数标度以a/cm2表示的电源电流i的表面密度的变化的曲线d1到d6。电光转换效率wpe等于由发光二极管递送的光学功率与由发光二极管消耗的电功率的比率。与内部量子效率iqe相比，电光转换效率wpe考虑了发光二极管del外部的光提取效率、电注入效率以及入射电子和所产生的光子之间的功率损耗。
94.曲线c1和d1是在没有栅极和陷阱的情况下获得的。曲线c2和d2是在没有栅极和具有施主型陷阱的情况下获得的。曲线c3和d3是在没有栅极和具有受体型陷阱的情况下获得的。曲线c4和d4是在没有栅极并且具有受体型陷阱和施主型陷阱获得的。曲线c5和d5是在没有陷阱和具有被保持处于
‑
2v的栅极的情况下获得的。曲线c6和d6是在具有施主型陷阱和具有被保持处于
‑
2v的栅极的情况下获得的。曲线c7和d7是在具有受主型陷阱和具有被保持处于
‑
2v的栅极的情况下获得的。
95.如图所示，c1至c7的每条变化曲线在减小之前穿过最大值。在存在施主型陷阱的情况下，向栅极施加负电压使得能够增加最大iqe值，并且在存在受主型陷阱的情况下，使得能够保持最大iqe值并推迟iqe降低。
96.图7示出了流过发光二极管的、根据对数标度以a/cm2表示的电流i的表面密度根据施加到发光二极管del的阳极
‑
阴极电压vac的变化的曲线e1和e2。曲线e1是在没有陷阱和没有栅极的情况下获得的。曲线e2是在没有陷阱并且具有被保持处于
‑
2v的栅极的情况下获得的。当栅极被设置为
‑
2v时的发光二极管的阈值电压小于没有栅极的发光二极管的阈值电压。因此，当阳极
‑
阴极电压恒定时，流过发光二极管的电流强度以及因此由发光二极管发射的光功率可以由施加到栅极38的电压控制。
97.根据实施例，光电器件10、55、60包括具有施加到其上的基本恒定的阳极
‑
阴极电压的发光二极管del，并且通过控制施加到发光二极管中的每一个的栅极38的电压来执行
发光二极管中的每一个的关闭或打开和/或由发光二极管中的每一个发射的光功率的控制。施加到栅极38的要被调制的电压有利地小于阳极
‑
阴极电压。
98.图8根据位置示出了发光二极管del的活性区28的层62、64中的辐射复合速率trr的曲线f1至f4，仅示出了最靠近上部n型掺杂gan半导体部分26的四个量子阱层62，图8中最左边的量子阱层62最靠近上部n型gan半导体部分26。曲线f1至f4是在没有陷阱和具有2.5v的阳极
‑
阴极电压的情况下获得的。曲线f1是在1v的栅极电压的情况下获得的。曲线f2是在0v的栅极电压的情况下获得的。曲线f3是在
‑
1v的栅极电压的情况下获得的。曲线f4是在
‑
2v的栅极电压的情况下获得的。当栅极电压降低时，最靠近上部n型gan半导体部分26的ingan层62似乎被激活。
99.图9示出了在与曲线f1、f2、f3和f4相同的条件下分别获得的发光二极管del的活性区28的层62和64中、电子阻挡层66中和上半导体部分30中的价带bv的能量的变化的曲线g1、g2、g3和g4。向栅极38施加负电压导致由源自下部p型掺杂gan半导体部分30的空穴引起的电势势垒方面的降低。
100.图10示出了发光二极管del的活性区28的层62、64中的根据对数标度以空穴/cm3表示的空穴浓度ch的变化h的曲线。曲线h是在没有陷阱、具有2.5v的阳极
‑
阴极电压以及没有栅极的情况下获得的。如图所出现那样，在没有栅极的情况下，空穴浓度随着到p型掺杂的gan半导体部分30的距离增加而降低。
101.图11示出了在活性区28的层62、64和发光二极管del的电子阻挡层66中的以出现次数/cm3表示的辐射复合率trr的变化的曲线j。曲线h是在没有陷阱、具有2.5v的阳极
‑
阴极电压以及没有栅极的情况下获得的。如图所出现那样，在没有栅极的情况下，只有最靠近p型掺杂gan半导体部分30的量子阱62被激活。
102.图12示出了发光二极管del的活性区28的层62、64中的根据对数标度以空穴/cm3表示的空穴浓度的变化的曲线k。曲线k是在没有陷阱、具有2.5v的阳极
‑
阴极电压以及具有
‑
2v的栅极电压的情况下获得的。如图所示，在对其施加
‑
2v的电压的栅极38存在的情况下，空穴浓度随着到p型掺杂半导体gan部分30的距离增加而增加。
103.图13示出了在发光二极管del的活性区28的层62、64中的以出现次数/cm3表示的辐射复合率trr的变化l的曲线。曲线h是在没有陷阱、具有2.5v的阳极
‑
阴极电压以及具有
‑
2v的栅极电压的情况下获得的。如图所示，在对其施加
‑
2v电压的栅极38存在的情况下，基本上只有最靠近p型掺杂半导体gan部分30的量子阱62被激活。
104.图10至图13示出了所激活的(多个)量子阱可以通过控制施加到栅极38的电压来选择的事实。根据实施例，每个发光二极管del的至少两个量子阱能够发射处于不同波长的电磁辐射，例如最靠近半导体部分26的量子阱和最靠近半导体部分30的量子阱。这意味着每个发光二极管del的至少一个第一量子阱能够发射处于第一波长的第一电磁辐射，并且每个发光二极管del的第二量子阱能够发射处于不同于第一波长的第二波长的第二电磁辐射。当量子阱由ingan制成时，这可以通过形成具有不同质量浓度的铟的量子阱来获得。对于第一发光二极管，可以控制第一发光二极管的栅极电压以基本上仅激活第一量子阱，并且对于第二发光二极管，可以控制第二发光二极管的栅极电压以基本上仅激活第二量子阱。因此获得了发射处于不同波长的电磁辐射的相同结构的两个发光二极管。
105.图14至图21是在制造图1中示出的光电器件10的方法的另一实施例的连续步骤处
获得的结构的局部简化横截面图。该方法包括以下步骤：
106.1)例如通过外延生长在支撑件16上形成堆叠，该堆叠包括半导体层20、与前述上半导体部分26具有相同组成的半导体层70、与前述活性区28的半导体层62、64具有相同组成的半导体层72、与前述电子阻挡层66具有相同组成的半导体层73以及与前述下半导体部分30具有相同组成的半导体层74(图14)。
107.2)蚀刻半导体层70、72、73和74，以为每个发光二极管del界定上半导体部分26、活性区28、电子阻挡层66和下半导体部分30(图15)。
108.3)在半导体20中形成未示出的侧向绝缘沟槽，并且为每个发光二极管del形成覆盖半导体层20和岛的侧壁34并且不覆盖岛的表面32的绝缘层36(图16)。
109.4)对于每个发光二极管del，形成覆盖绝缘层36，即覆盖半导体层20和岛的侧壁34并且不覆盖岛表面32，的导电层38，并且形成覆盖导电层38和每个发光二极管del的表面32的绝缘层40(图17)。
110.5)蚀刻层36、38和40以暴露每个发光二极管del的表面32的一部分、导电层20的一部分和层38的一部分(图18)。
111.6)为每个发光二极管del形成导电垫42、44和46(图19)。
112.7)将图19中示出的光电器件结合到控制电路14(图20)。
113.该方法可以包括移除支撑件16和切割以界定光电器件10的后续步骤。
114.图21至图28是在制造图2中示出的光电器件55的方法的另一实施例的连续步骤处获得的结构的局部简化横截面图。该方法包括以下步骤：
[0115]1’
)在支撑件16上形成半导体层20，并且例如通过外延生长为每个衬底部分24形成至少两个堆叠，该至少两个堆叠各自包括线形半导体部分26、活性区28和前面描述的线形半导体部分30(图21)，其中未示出电子阻挡层66。美国专利9245948中描述了生长线形半导体部分的方法的示例。
[0116]2’
)在半导体层20中形成未示出的侧向绝缘沟槽，并为发光二极管del的每个群组形成覆盖半导体层20和线的侧壁34的绝缘层36(图22)。
[0117]3’
)为发光二极管del的每个群组形成覆盖绝缘层36一部分的导电层38(图23)。
[0118]4’
)为发光二极管del的每个群组形成与导电层38接触的导电垫46(图24)。
[0119]5’
)形成绝缘层40(图25)。
[0120]6’
)为每个发光二极管del形成与每个线的表面32接触的导电垫44(图26)。
[0121]7’
)通过绝缘层40和36为发光二极管del的每个群组形成与半导体层20接触的导电垫42(图27)。
[0122]8’
)将图27中示出的电子器件结合到控制电路14上，并移除支撑件16(图28)。
[0123]
图29至图36是在制造图3中示出的光电器件60的方法的另一实施例的连续步骤处获得的结构的局部简化横截面图。该方法包括以下步骤：
[0124]
1”)在支撑件16上形成半导体层20，并且为发光二极管del的每个群组形成至少两个堆叠，示出了三个堆叠，各自包括线形半导体部分26、张开的活性区28；并且形成与活性区28接触的半导体部分30(图29)，其中未示出电子阻挡层66。
[0125]
2”)在半导体层20中形成未示出的侧向绝缘沟槽，并为发光二极管del的每个群组形成与半导体层20接触的导电垫42和与表面32接触的导电垫44(图30)。
[0126]
3”)将图30中示出的光电器件结合到控制电路14(图31)。
[0127]
4”)移除衬底16(图32)。
[0128]
5”)为发光二极管del的每个群组形成绝缘层36(图33)。
[0129]
6”)为发光二极管del的每个群组在绝缘层36中形成开口82以暴露导电层20的一部分，并形成覆盖绝缘层36并在开口82中延伸的导电层38(图34)。
[0130]
7”)为发光二极管del的每个群组在开口82中形成与导电层38接触的导电垫46(图35)。
[0131]
8”)为发光二极管del的每个群组，形成将导电垫42耦接到半导体部分26的导电元件61(图36)。
[0132]
已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解的是，这些不同实施例和变型的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将会想到其他变型。特别地，在前述实施例中，包括栅极38和绝缘层36的组件可以利用与量子阱的材料形成一个或多个肖特基接触的一个或多个金属部分代替。在这种情况下，(多个)金属部分直接与量子阱的半导体材料接触，同时在半导体材料和金属材料之间没有设置绝缘材料。为了形成这种肖特基接触，所使用的金属优选地选自具有显著功函数的金属，例如具有大约6.1ev伏功函数的钨或铂。用于形成这种肖特基接触的材料的选择特别地取决于所使用的半导体材料。最后，基于上文提供的功能描述，本文描述的实施例和变型的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。