[发明专利]包括以轴向配置的三维半导体结构的光电子设备

说明书

本发明涉及一种光电子设备(10)，其包括附接到第二电子电路(14)的第一光电子电路(12)。第二电子电路(14)包括导电垫(62)。针对每个像素，第一光电子电路包括：至少第一和第二三维半导体元件(20，22)，其在第一导电层上延伸并且具有相同的高度(H)；第一有源区，其位于第一半导体元件上并适合于发射或接收第一电磁辐射；第二有源区，其位于第二半导体元件上并适合于发射或接收第二电磁辐射；以及第二、第三和第四导电层(42，44，48)，其被电连接到导电垫(62)，第二、第三和第四导电层被分别连接到第一有源区、第二有源区和第一导电层。

本专利申请要求法国专利申请FR17/56161的优先权，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明通常涉及包括纳米线或微米线类型的三维半导体元件的光电子设备及其制造方法，更具体地，涉及能够显示图像的光电子设备，尤其是显示屏或图像投影设备。

背景技术

图像的像素对应于光电子设备显示或捕获的图像的单位元素。为了显示彩色图像，光电子设备通常包括用于显示图像的每个像素的至少三个部分(也被称为显示子像素)，其每个本质上以单一颜色(例如，红色、绿色和蓝色)发射光辐射。这三个显示子像素发射的辐射的叠加向观察者提供了与所显示的图像的像素对应的色感。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子设备的显示像素。

存在包括纳米线或微米线类型的三维半导体元件的光电子设备，其能够形成所谓的三维发光二极管。发光二极管包括作为发光二极管的区域的有源区，由光电二极管供应的大部分电磁辐射从该区域发射。可以以所谓的径向配置(也被称为核/壳配置)形成三维发光二极管，其中有源区在三维半导体元件的周边处形成。三维发光二极管也可以以所谓的轴向配置形成，其中有源区不覆盖三维半导体元件的周边，但是基本上沿着纵向外延生长轴延伸。

以轴向配置的三维发光二极管具有比以径向配置的发光二极管的发射表面积更小的发射表面积，但具有由更好的晶体质量的半导体材料制成的优点，因此(尤其是由于半导体层之间的界面处的更好的应力松弛)提供了更高的内量子效率。在量子阱由InGaN制成的情况下，以轴向配置的三维发光二极管因此能够结合更多的铟来例如以红色或绿色进行发射。

需要形成一种显示像素具有减小的横向尺寸(尤其是小于5μm)的光电子设备。然而，形成这样的一种具有以轴向配置的三维发光二极管的光电子设备可能是困难的。还将期望该光电子设备制造方法包括尽可能多的和制造包括平面发光二极管(其中发光二极管的有源区被形成在平面层上)的光电子设备的方法相同的步骤。

发明内容

因此，实施例的目的是至少部分地克服前述包括三维发光二极管的光电子设备的缺点。

实施例的另一目的是使三维发光二极管处于轴向配置。

实施例的另一目的是使光电子设备的显示像素的横向尺寸小于5μm，优选地小于4μm。

实施例的另一目的是使在制造发光二极管之后制造光电子设备的方法的步骤与制造集成电路的CMOS晶体管的方法兼容。

因此，实施例提供了一种包括被接合到第二电子电路的第一光电子电路的光电子设备，第二电子电路包括导电垫，第一光电子电路包括像素并且其对于每个像素包括：

第一导电层；

至少第一三维半导体元件和第二三维半导体元件，其垂直于第一导电层延伸并且与第一导电层接触、并且具有垂直于第一导电层测量出的相同的高度；

第一有源区，其位于第一三维半导体元件的与第一导电层相对的端部上、并且能够发射或接收第一波长的第一电磁辐射；

第二有源区，其位于第二三维半导体元件的与第一导电层相对的端部上、并且能够发射或接收第二波长的第二电磁辐射，第二波长不同于第一波长；以及