[发明专利]具有氢扩散阻挡层的III-V族发光微像素阵列装置的装置及方法

权利要求书

1.一种多层半导体发光结构，包括：

第一层，具有第一组合物；

第二层，具有第二组合物；

至少一个多量子阱有源区，处于所述第一层与所述第二层之间；以及

至少一个氢阻挡层，处于所述第一层上，具有针对使氢气与所述多层半导体发光结构隔离而选择的带隙和晶体性质中的至少一个，由此防止氢扩散到所述多层半导体发光结构中或使扩散最小化。

2.根据权利要求1所述的多层半导体发光结构，其中所述至少一个氢阻挡层是在所述多层半导体发光结构的外延生长期间沉积的最终层。

3.根据权利要求1所述的多层半导体发光结构，其中所述至少一个氢阻挡层的所选择材料是与所述第一组合物和所述第二组合物外延地相容的材料。

4.根据权利要求3所述的多层半导体发光结构，其中所述至少一个氢阻挡层的所选择材料包括未掺杂氮化镓(GaN)或氮化铝(AIN)或两者的合金。

5.根据权利要求3所述的多层半导体发光结构，其中所述至少一个氢阻挡层的所选择材料是具有一定比率的铝的氮化铝镓(Al_XGa_1-XN)材料，选择铝的比率以使得所述至少一个氢阻挡层具有必需的带隙能量以形成有效阻挡来防止氢扩散到所述多层半导体发光结构中或使扩散最小化。

6.根据权利要求1所述的多层半导体发光结构，其中

所述至少一个氢阻挡层包括第一氢阻挡层和所述第一氢阻挡层上的第二氢阻挡层，

所述第一氢阻挡层和所述第二氢阻挡层中的每一个具有选择以有效地防止氢扩散到所述多层半导体发光结构中的对应带隙能量。

7.根据权利要求6所述的多层半导体发光结构，其中

所述第一氢阻挡层的所选择材料包括未掺杂氮化镓(GaN)或氮化铝(AIN)或两者的合金，且

所述第二氢阻挡层的所选择材料包括氧化铝(Al₂O₃)或氧化镁(MgO)。

8.根据权利要求1所述的多层半导体发光结构，其中所述至少一个氢阻挡层的厚度为约10纳米(nm)到约50纳米。

9.根据权利要求6所述的多层半导体发光结构，其中使用溅镀、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或原子层沉积(ALD)来沉积所述第二氢阻挡层。

10.根据权利要求1所述的多层半导体发光结构，进一步包括：

缓冲层和衬底；

其中所述缓冲层沉积在所述衬底上，且所述第二层沉积在所述缓冲层上。

11.一种发光微像素阵列结构，包括：

多个多层半导体发光结构，每一多层半导体发光结构包括：

第一层，具有第一组合物，

第二层，具有第二组合物，

至少一个多量子阱有源区，处于所述第一层与所述第二层之间，以及

第一氢阻挡层，处于所述第一层上以使氢与所述多层半导体发光结构隔离；以及

第二氢阻挡层，处于每一多层半导体发光结构上且邻接所述多层半导体发光结构的侧壁以防止氢扩散到所述多层半导体发光结构中或使所述扩散最小化。

12.根据权利要求11所述的发光微像素阵列结构，其中所述第一氢阻挡层是在所述多层半导体发光结构的外延生长期间沉积的最终层。

13.根据权利要求11所述的发光微像素阵列结构，其中所述第一氢阻挡层的所选择材料是与所述第一组合物和所述第二组合物外延地相容的材料。

14.根据权利要求13所述的发光微像素阵列结构，其中所述第一氢阻挡层的所述所选择材料包括未掺杂氮化镓(GaN)或氮化铝(AIN)或两者的合金。