(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-15
(54)【発明の名称】量子ドットを組み込んだ半導体デバイス
(51)【国際特許分類】
H01L 33/50 20100101AFI20230308BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20230308BHJP
【ＦＩ】
H01L33/50
G02B5/20
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022544139
(86)(22)【出願日】2021-01-21
(85)【翻訳文提出日】2022-09-13
(86)【国際出願番号】 US2021014402
(87)【国際公開番号】W WO2021150745
(87)【国際公開日】2021-07-29
(31)【優先権主張番号】63/002,757
(32)【優先日】2020-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/968,579
(32)【優先日】2020-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/964,101
(32)【優先日】2020-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522287732
【氏名又は名称】サフラッス・インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100124855
【弁理士】
【氏名又は名称】坪倉 道明
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100182132
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100172683
【弁理士】
【氏名又は名称】綾 聡平
(74)【代理人】
【識別番号】100219265
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇大
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(72)【発明者】
【氏名】チェン，チェン
(72)【発明者】
【氏名】ソン，ジエ
【テーマコード（参考）】
2H148
5F142
【Ｆターム（参考）】
2H148AA00
2H148AA01
5F142CA11
5F142CB03
5F142CB18
5F142CB23
5F142CD02
5F142DA14
5F142DA23
5F142DA36
5F142DA64
5F142DA73
5F142DB16
5F142DB17
5F142DB24
5F142GA01
5F142HA01
(57)【要約】
本開示の１又はそれ以上の態様によれば、半導体デバイスが提供される。半導体デバイスは、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス及び第３の発光デバイスを備える複数の発光デバイスであって、複数の発光デバイスの各々が第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触を備える、複数の発光デバイスと、埋め込み量子ドットを有する光変換デバイスであって、光変換デバイスの第１の部分は、第１の発光デバイスによって生成された光を第１の色の光に変換するための第１の複数の量子ドットを備え、光変換デバイスの第２の部分は、第２の発光デバイスによって生成された光を第２の色の光に変換するための第２の複数の量子ドットを備え、第３の発光デバイスは第３の色の光を放射する、光変換デバイスとを含むことができる。
【選択図】図5C
【選択図】図5C
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の発光デバイス、第２の発光デバイス及び第３の発光デバイスを含み、該第１の発光デバイス、該第２の発光デバイス及び該第３の発光デバイスの各々が第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触を含む、発光構造と、埋め込み量子ドットを備える１又はそれ以上の多孔質構造を含む光変換デバイスであって、該光変換デバイスの第１の部分が、前記第１の発光デバイスにより生成された光を第１の色の光に変換するための第１の複数の量子ドットを含み、前記光変換デバイスの第２の部分が、前記第２の発光デバイスにより生成された光を第２の色の光に変換するための第２の複数の量子ドットを含み、前記第３の発光デバイスが第３の色の光を放射する、光変換デバイスと、
を具備することを特徴とする半導体デバイス。
【請求項2】
前記第１の複数の量子ドットが、前記光変換デバイスの前記第１の部分の第１の複数の細孔に配置され、前記第２の複数の量子ドットが、前記光変換デバイスの前記第２の部分に配置される、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項3】
前記第１の複数の細孔のうちの少なくとも１つの直径が５００ｎｍ以下であり、該第１の複数の細孔のうちの少なくとも１つの深さが１μｍ以上である、請求項２に記載の半導体デバイス。
【請求項4】
前記第１の複数の細孔のうちの少なくとも１つの直径が１ｎｍ以上である、請求項３に記載の半導体デバイス。
【請求項5】
前記１又はそれ以上の多孔質構造に埋め込まれた前記量子ドットのうちの１又はそれ以上の表面を覆う保護構造をさらに具備する、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項6】
前記保護構造が前記発光構造と前記１又はそれ以上の多孔質構造との間に配置される、請求項５に記載の半導体デバイス。
【請求項7】
前記光変換デバイスの前記第１の部分及び該光変換デバイスの前記第２の部分がトレンチによって分離され、該トレンチの少なくとも１つの側壁が金属材料でコーティングされている、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項8】
前記発光構造により生成された光の少なくとも一部の散乱を引き起こすように構成された散乱媒体をさらに具備する、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項9】
前記半導体デバイスの側壁が反射材料でコーティングされている、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項10】
前記１又はそれ以上の多孔質構造が前記発光構造と直接接触していない、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項11】
前記第１の色が赤色であり、前記第２の色が緑色であり、前記第３の色が青色である、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項12】
前記光変換デバイスの前記第１の部分の寸法が１００μｍ以下である、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項13】
前記光変換デバイスの前記第１の部分の寸法が５０μｍ以下である、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項14】
第１の発光デバイス、第２の発光デバイス及び第３の発光デバイスを含み、該第１の発光デバイス、該第２の発光デバイス及び該第３の発光デバイスの各々が第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触を含む、発光構造を設けるステップと、埋め込み量子ドットを備える１又はそれ以上の多孔質構造を含む光変換デバイスであって、該光変換デバイスの第１の部分が、前記第１の発光デバイスにより生成された光を第１の色の光に変換するための第１の複数の量子ドットを含み、前記光変換デバイスの第２の部分が、前記第２の発光デバイスにより生成された光を第２の色の光に変換するための第２の複数の量子ドットを含み、前記第３の発光デバイスが第３の色の光を放射する、光変換デバイスを設けるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項15】
前記光変換デバイスを設けるステップが、該光変換デバイスの前記第１の部分に前記第１の複数の量子ドットを配置するステップと、
前記光変換デバイスの前記第２の部分に前記第２の複数の量子ドットを配置するステップと、
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記光変換デバイスの前記第１の部分に前記第１の複数の量子ドットを配置するステップが、フォトリソグラフィ法又はインクジェット印刷法のうちの少なくとも一方を使用する、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記１又はそれ以上の多孔質構造に埋め込まれた前記量子ドットのうちの１又はそれ以上の表面を覆う保護構造を形成するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項18】
前記埋め込み量子ドットを備える前記１又はそれ以上の多孔質構造を含む前記光変換デバイスを設けるステップが、複数のトレンチにより分離された複数のナノ多孔質構造を形成するステップと、
該複数のトレンチのうちの少なくとも１つのトレンチの少なくとも１つの側壁を金属材料でコーティングするステップと、
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項19】
前記発光構造を前記光変換デバイスに取り付けるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の色が赤色であり、前記第２の色が緑色であり、前記第３の色が青色である、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１月２１日に出願された「量子ドットを組み込んだ発光デバイス」と題された米国特許出願第６２／９６４，１０１号明細書、２０２０年１月３１日に出願された「量子ドットを組み込んだ光変換デバイス」と題された米国特許出願第６２／９６８，５７９号明細書、及び２０２０年３月３１日に出願された「量子ドットを組み込んだ光変換デバイスの保護層」と題された米国特許出願第６３／００２，７５７号明細書の利益を主張し、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１月２１日に出願された「量子ドットを組み込んだ発光デバイス」と題された米国特許出願第６２／９６４，１０１号明細書、２０２０年１月３１日に出願された「量子ドットを組み込んだ光変換デバイス」と題された米国特許出願第６２／９６８，５７９号明細書、及び２０２０年３月３１日に出願された「量子ドットを組み込んだ光変換デバイスの保護層」と題された米国特許出願第６３／００２，７５７号明細書の利益を主張し、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示の実装形態は、概して半導体デバイスに関し、より具体的には、量子ドット（ＱＤ）を組み込んだ半導体デバイス、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
量子ドット（ＱＤ）は、ナノスケールサイズの半導体粒子である。ＱＤが光によって照射されると、ＱＤ内の電子は、より高いエネルギーの状態に励起され得る。したがって、ＱＤは、特定の波長の光を放射することができる。様々な形状、サイズ、組成などのＱＤは、様々な波長の光を放射することができる。例えば、比較的大きいＱＤは比較的長い波長の光を放射することができ、比較的小さいＱＤは比較的短い波長の光を放射することができる。
【発明の概要】
【0004】
以下は、本開示のいくつかの態様の基本的な理解を提供するための、本開示の簡略化された概要である。この概要は、本開示の広範な大要ではない。本開示の鍵となる、又は重要な要素を特定することも、本開示の特定の実装形態のいずれの範囲又は請求項のいずれの範囲を描写することも、意図されていない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示のいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
【0005】
本開示の１又はそれ以上の態様によれば、半導体デバイスが提供される。半導体デバイスは、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び第３の発光デバイスを備える発光構造であって、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び第３の発光デバイスの各々は、第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触を備える、発光構造と、埋め込み量子ドットを有する１又はそれ以上の多孔質構造を備える光変換デバイスであって、光変換デバイスの第１の部分は、第１の発光デバイスによって生成された光を第１の色の光に変換するための第１の複数の量子ドットを備え、光変換デバイスの第２の部分は、第２の発光デバイスによって生成された光を第２の色の光に変換するための第２の複数の量子ドットを備え、第３の発光デバイスは第３の色の光を放射する、光変換デバイスとを含む。
【0006】
いくつかの実施形態では、第１の複数の量子ドットは、光変換デバイスの第１の部分の第１の複数の細孔内に配置され、第２の複数の量子ドットは、光変換デバイスの第２の部分に配置される。
【0007】
いくつかの実施形態では、第１の複数の細孔の少なくとも１つの直径は５００ｎｍ以下であり、第１の複数の細孔の少なくとも１つの深さは１μｍ以上である。いくつかの実施形態では、第１の複数の細孔の少なくとも１つの直径は１ｎｍ以上である。
【0008】
いくつかの実施形態では、半導体デバイスは、複数のナノ多孔質構造に埋め込まれた量子ドットのうちの１又はそれ以上の表面を覆う保護構造をさらに含む。
【0009】
いくつかの実施形態では、半導体デバイスは、発光構造と複数のナノ多孔質構造との間に配置された保護構造をさらに含む。
【0010】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスの第１の部分及び光変換デバイスの第２の部分はトレンチによって分離されており、トレンチの少なくとも１つの側壁は金属材料でコーティングされている。
【0011】
いくつかの実施形態では、半導体デバイスは、発光構造によって生成された光の少なくとも一部の散乱を引き起こすように構成された散乱媒体をさらに含む。
【0012】
いくつかの実施形態では、半導体デバイスの側壁は、反射材料でコーティングされている。
【0013】
いくつかの実施形態では、１又はそれ以上の多孔質構造は、複数の発光デバイスと直接接触していない。
【0014】
いくつかの実施形態では、第１の色は赤色であり、第２の色は緑色であり、第３の色は青色である。
【0015】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスの第１の部分の寸法は、１００μｍ以下（例えば、約１００μｍ又は１００μｍ未満）である。
【0016】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスの第１の部分の寸法は、５０μｍ以下（例えば、約５０μｍ又は５０μｍ未満）である。
【0017】
本開示の１又はそれ以上の態様によれば、半導体デバイスを製造する方法が提供される。方法は、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び第３の発光デバイスを備える発光構造であって、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び第３の発光デバイスの各々は、第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触を備える、発光構造を提供するステップと、埋め込み量子ドットを有する１又はそれ以上の多孔質構造を備える光変換デバイスであって、光変換デバイスの第１の部分は、第１の発光デバイスによって生成された光を第１の色の光に変換するための第１の複数の量子ドットを備え、光変換デバイスの第２の部分は、第２の発光デバイスによって生成された光を第２の色の光に変換するための第２の複数の量子ドットを備え、第３の発光デバイスは第３の色の光を放射する、光変換デバイスを提供するステップとを含む。
【0018】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスを提供するステップは、光変換デバイスの第１の部分に第１の複数の量子ドットを配置するステップと、光変換デバイスの第２の部分に第２の複数の量子ドットを配置するステップとを含む。
【0019】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスの第１の部分に第１の複数の量子ドットを配置するステップは、フォトリソグラフィ法又はインクジェット印刷法のうちの少なくとも１つを使用する。
【0020】
いくつかの実施形態では、方法は、１又はそれ以上の多孔質構造に埋め込まれた量子ドットのうちの１又はそれ以上の表面を覆う保護構造を形成するステップをさらに含む。
【0021】
いくつかの実施形態では、埋め込み量子ドットを有する１又はそれ以上の多孔質構造を備える光変換デバイスを提供するステップは、複数のトレンチによって分離された複数のナノ多孔質構造を形成するステップと、トレンチの少なくとも１つの少なくとも１つの側壁を金属材料でコーティングするステップとを含む。
【0022】
いくつかの実施形態では、方法は、発光構造を光変換デバイスに取り付けるステップをさらに含む。
【0023】
本開示は、以下に与えられる詳細な説明、及び本開示の様々な実施形態の添付図面から、より良く理解されるだろう。しかしながら、図面は、本開示を特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、説明及び理解のみを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【発明を実施するための形態】
【0040】
本開示の態様は、量子ドット（ＱＤ）を組み込んだ半導体デバイス、及びその製造方法を提供する。一例として、本開示による半導体デバイスは、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び第３の発光デバイスなど、光を生成することができる複数の発光デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、発光デバイスは、発光ダイオード、レーザダイオード、及び／又は光を生成することができる任意の他の適切なデバイスであってもよく、及び／又はこれらを含んでもよい。いくつかの実施形態では、発光デバイスの各々は、フリップチップ発光ダイオードであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。発光デバイスは、特定の色の光（例えば、青色光）を放射することができる。半導体デバイスは、発光デバイスに対応する複数のナノ多孔質構造をさらに含んでもよい。それぞれのナノ多孔質構造は、ナノスケールサイズ（例えば、１ｎｍから１０００ｎｍ程度又はそれ以上のサイズ）の細孔（例えば、空隙）を備える１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含んでもよく、ナノ多孔質構造に対応する発光デバイスの１つ以上によって生成された光を変換するためにナノ多孔質材料内に配置された量子ドットを含んでもよい。例えば、第１のナノ多孔質構造は、第１の発光デバイスによって生成された光を赤色光に変換するための第１の量子ドットを含んでもよい。第２のナノ多孔質構造は、第２の発光デバイスによって生成された光を緑色光に変換するための第２の量子ドットを含んでもよい。量子ドットを含まない第３のナノ多孔質構造は、第３の発光デバイスに対応し得る。第３の発光デバイスによって生成された光（例えば、青色光）は、第３のナノ多孔質構造を通過することができる。いくつかの実施形態では、ナノ多孔質構造は、隣り合うナノ多孔質構造の間の光クロストークを防止及び／又は低減するための適切な材料でコーティングされた１又はそれ以上のトレンチによって分離されてもよい。
【0041】
本開示の１又はそれ以上の態様によれば、本明細書に記載されるような光変換デバイスを組み込んだディスプレイ、及びディスプレイを作成するための方法が提供される。マイクロサイズの発光ダイオード（例えば、マイクロＬＥＤ）ベースのディスプレイを製造するための従来の解決策は、典型的に、それぞれの元のウエハから、赤色光を放射するマイクロＬＥＤ（「赤色マイクロＬＥＤ」とも呼ばれる）、緑色光を放射するマイクロＬＥＤ（「緑色マイクロＬＥＤ」とも呼ばれる）、及び青色光を放射するマイクロＬＥＤ（「青色マイクロＬＥＤ」とも呼ばれる）を連続的にダイシングすることを伴う。例えば、従来の解決策は典型的に、青色マイクロＬＥＤを含むウエハ、赤色マイクロＬＥＤを含むウエハ、及び緑色マイクロＬＥＤを含むウエハをそれぞれ準備することを含む。次いで、青色マイクロＬＥＤ、赤色マイクロＬＥＤ、及び緑色マイクロＬＥＤは、ディスプレイ基板（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーン）への移送のためにそれぞれのウエハからピックアップされる。つまり、青色マイクロＬＥＤ、赤色マイクロＬＥＤ、及び緑色マイクロＬＥＤは、最初にそれぞれのウエハ上で製造され、次いでソートされ、赤色マイクロＬＥＤ、緑色マイクロＬＥＤ、及び青色マイクロＬＥＤの画素を形成するために別々にディスプレイ基板に移送される。したがって、マイクロＬＥＤベースのディスプレイを製造するための従来の解決策は、青色マイクロＬＥＤ、赤色マイクロＬＥＤ、及び緑色マイクロＬＥＤをダイシング、ソート、及び移送するための複雑なプロセスを伴う。
【0042】
本開示は、従来の解決策の上記及び他の欠点に対処するディスプレイを製造するための方法を提供する。例えば、様々な色の光を放射する複数のマイクロ半導体デバイスが、第１の基板上に提供されてもよい。例えば、マイクロ半導体デバイスは、赤色光を放射する第１の複数のマイクロ半導体デバイス、緑色光を放射する第２の複数のマイクロ半導体デバイス、及び青色光を放射する第３の複数のマイクロ半導体デバイスを含んでもよい。マイクロ半導体デバイスは、複数の画素に対応し得る。画素の各々は、第１の複数のマイクロ半導体デバイスのうちの１つ、第２の複数のマイクロ半導体デバイスのうちの１つ、及び第３の複数のマイクロ半導体デバイスのうちの１つを含んでもよい。第１の基板は、窒化ガリウム（ＧａＮ）及び／又は発光デバイス（例えば、発光ダイオード）の他の材料を成長させるための成長基板であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。例えば、第１の基板は、サファイヤ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、石英、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ＧａＮなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の基板は、ＣＭＯＳドライバを備えるシリコンウエハを含んでもよい。マイクロ半導体デバイスによって形成された画素は、ディスプレイの画素に対応し得る。
【0043】
次いで、マイクロ半導体デバイスは、第１の基板から第２の基板（例えば、ディスプレイのディスプレイモジュール）に移送され得る。一実装形態では、第２の基板は、ドライバ回路（例えば、１又はそれ以上のＣＭＯＳドライバ、ＴＦＴなど）を備えてもよい。別の実装形態では、第２の基板はドライバ回路を備えていない。第２の基板は、複数の導電線（例えば、導電線の行及び／又は列）を備えてもよい。マイクロ半導体デバイスを移送することは、マイクロ半導体デバイスと第１の基板とを（例えば、静電移送ヘッドのアレイを使用してマイクロ半導体デバイスをピックアップすること、レーザビームを使用して複数のマイクロ半導体デバイスを照射することなどによって）分離することを含んでもよい。次いで、マイクロ半導体デバイスが第２の基板上に形成され得る。したがって、マイクロ半導体デバイスは、ディスプレイを製造するために第２の基板上に移送されるために、ダイシング又はソートされる必要がない。
【0044】
本開示の実施形態の例は、添付図面を参照して、以下でより詳細に説明される。以下の実施形態は、本開示の完全な理解を当業者に提供するだけのために例示によって与えられることを理解すべきである。したがって、本開示は以下の実施形態に限定されず、異なる方法で実現されてもよい。さらに、図面は縮尺通りではなく、幅、長さ、厚さなどの寸法のいくつかは、図中の説明を明確にするために誇張されている場合があることに留意すべきである。明細書全体を通して、同様の構成要素には同様の参照番号が付されている。
【0045】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃを参照すると、本開示のいくつかの実施形態による光変換デバイスを製造するための例示的なプロセスに関する構造が示されている。図１Ａに示されるように、本開示による光変換デバイスを製造するために、固体材料１１０が取得され得る。固体材料１１０は、ナノ多孔質材料を含む多孔質構造（本明細書では「ナノ多孔質構造」とも呼ばれる）に製造され得る。
【0046】
例えば、図１Ｂに示されるように、固体材料１１０は多孔質構造１２０に製造され得る。いくつかの実施形態では、多孔質構造１２０は、化学エッチング又は任意の他の適切なエッチング技術を使用して固体材料１１０をエッチングすることによって製造され得る。多孔質構造１２０は、細孔を備えるナノ多孔質材料を含むことができる。図１Ｂに示されるように、多孔質構造１２０は、固体材料及び細孔１２３を備えるマトリックス構造１２１を含むことができる。マトリックス構造１２１は、本明細書では「ナノ多孔質材料」とも呼ばれる。細孔１２３の各々は、ナノスケールサイズ（例えば、１ｎｍから１０００ｎｍ程度又はそれ以上のサイズ）を有することができる。多孔質構造１２０及び／又はナノ材料の多孔度（例えば、多孔質構造１２０の総体積に対する細孔１２３の体積の割合）は、１０％から９０％の範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、多孔質構造１２０の多孔度は、約１０％から約８０％の間であってもよい。いくつかの実施形態では、細孔１２３の寸法（例えば、直径、深さ）は、１０ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、細孔１２３の直径は、約５ｎｍから約１００ｎｍの間であってもよい。いくつかの実施形態では、細孔１２３の直径は、約１ｎｍから約５００ｎｍの間であってもよい。いくつかの実施形態では、細孔１２３の直径は、５００ｎｍ以下である。いくつかの実施形態では、細孔１２３の直径は、約１０ｎｍから約２０ｎｍの間であってもよい。いくつかの実施形態では、細孔１２３の深さは、約１μｍ以上であってもよい。細孔１２３は、三次元空間に分散していてもよい。
【0047】
図１Ｃに示されるように、光変換デバイス１３０を製造するために、１又はそれ以上の量子ドット（ＱＤ）が多孔質構造１２０内に配置され得る。例えば、ＱＤは、ＱＤを含む液体（トルエン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）など）を多孔質構造１２０及び／又はナノ多孔質材料に浸透させることによって、多孔質構造１２０に装填されてもよい。細孔１２３は三次元空間に分散しているので、ＱＤは、細孔１２３によって占有された三次元空間に装填され得る。
【0048】
ＱＤは、ナノスケールサイズの半導体粒子（「ナノ粒子」とも呼ばれる）であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。ＱＤの各々は、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＰなどのうちの１つ以上など、本開示による光変換デバイスを実装するためのＱＤを製造するために使用され得る任意の適切な半導体材料を含むことができる。多孔質構造１２０に配置された複数のＱＤは、同じ半導体材料を含んでも含まなくてもよい。
【0049】
ＱＤの各々は、コア及び／又は１又はそれ以上のシェルを含み得る適切なコア－シェル構造を有することができる。コア及びシェルは、同じ半導体材料を含んでも含まなくてもよい。一例として、ＱＤの１つ以上は、適切な半導体材料を含むコアを有することができる。別の例として、ＱＤの１つ以上は、第１の半導体材料（例えば、ＣｄＳ）を備えるコアと、第２の半導体材料（例えば、ＺｎＳ）を備えるシェルとを有してもよい。さらなる例として、ＱＤの１つ以上は、コア（例えば、ＣｄＳｅコア）及び複数のシェル（例えば、ＺｎＳｅを備える第１のシェル、ＺｎＳを備える第２のシェル）を有してもよい。多孔質構造内に配置された複数のＱＤは、同じコア－シェル構造を有していてもいなくてもよい。
【0050】
電気又は光によって励起されると、ＱＤは、特定の波長及び／又はある波長範囲（ＱＤの「発光波長」とも呼ばれる）の光を放射することができる。より具体的には、例えば、ＱＤは、ＱＤの発光波長よりも短い波長を有する１又はそれ以上の光子を吸収することができる。異なるＱＤ（例えば、様々な形状、サイズ、及び／又は材料のＱＤ）は、様々な波長の光を放射することができる。例えば、比較的大きいＱＤは比較的長い波長の光を放射することができ、比較的小さいＱＤは比較的短い波長の光を放射することができる。
【0051】
いくつかの実施形態では、混合色発光を達成するために、様々な発光波長のＱＤが多孔質構造及び／又はナノ多孔質材料に配置されてもよい。例えば、図１Ｃに示されるように、多孔質構造１２０に配置されたＱＤは、第１の発光波長を有する１又はそれ以上のＱＤ１３１（「第１のＱＤ」とも呼ばれる）、第２の発光波長を有する１又はそれ以上のＱＤ１３３（「第２のＱＤ」とも呼ばれる）、第３の発光波長を有する１又はそれ以上のＱＤ１３５（「第３のＱＤ」とも呼ばれる）などを含み得るＱＤ１３１、１３３、及び／又は１３５は、異なる発光波長を達成するために、異なるサイズ、形状、組成などを有することができる。ＱＤ１３１、１３３、及び／又は１３５は、異なる材料を含んでも含まなくてもよい。一実装形態では、ＱＤ１３１、１３３、及び／又は１３５は、異なる半導体材料を含む。
【0052】
光１４１によって励起されると、第１のＱＤは光１４１を、第１の発光波長の光１４３に変換することができる。第２のＱＤは光１４１を、第２の発光波長の光１４５に変換することができる。第３のＱＤは光１４１を、第３の発光波長の光１４７に変換することができる。光１４１は、光を生成することができる任意の光源によって生成することができる。光源の例は、１又はそれ以上の発光ダイオード、レーザダイオードなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、光１４１は、第１の発光波長、第２の発光波長、及び／また第３の発光波長よりも長くない波長を有することができる。いくつかの実施形態では、光１４１は、白色光であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。光１４３、１４５、及び１４７は、異なる色を有してもよい（例えば、赤色光、緑色光、青色光）。
【0053】
図１Ｃに示されるように、第１のＱＤ、第２のＱＤ、及び第３のＱＤは、多孔質構造１２０の様々な部分に配置され得る（例えば、多孔質構造１２０のそれぞれ第１の部分、第２の部分、及び第３の部分）。多孔質構造の部分の各々は、細孔１２３の１又はそれ以上の部分によって形成された三次元空間に装填されたＱＤの複数の層を含むことができる。
【0054】
本開示の１又はそれ以上の態様によれば、光変換デバイスが提供される。光変換デバイスは、多孔質構造と、多孔質構造に配置された複数のＱＤとを含むことができる。多孔質構造は、１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含むことができる。ナノ多孔質材及び／又は多孔質構造は、１又はそれ以上の半導体材料（Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮなど）、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなどを備えるマトリックス構造を含むことができる。ナノ多孔質材料及び／又は多孔質構造は、１又はそれ以上の細孔及び／又は空隙をさらに含んでもよい。
【0055】
複数のＱＤは、第１の発光波長を有する１又はそれ以上の第１のＱＤ（本明細書では「第１の複数のＱＤ」とも呼ばれる）、第２の発光波長を有する１又はそれ以上の第２のＱＤ（本明細書では「第２の複数のＱＤ」とも呼ばれる）、第３の発光波長を有する１又はそれ以上の第３のＱＤ（本明細書では「第３の複数のＱＤ」とも呼ばれる）など、様々な発光波長のＱＤを含むことができる。第１のＱＤ、第２のＱＤ、及び第３のＱＤは、同じサイズ、形状、及び／又は材料を有していてもいなくてもよい。いくつかの実施形態では、第１のＱＤの１つ以上は、第１のサイズ及び／又は第１の形状を有することができる。第２のＱＤの１つ以上は、第２のサイズ及び／又は第２の形状を有することができる。第３のＱＤの１つ以上は、第３のサイズ及び／又は第３の形状を有することができる。一実装形態では、第１のサイズは、第２のサイズ及び／又は第３のサイズと異なっていてもよい。一実装形態では、第１の形状は、第２の形状及び／又は第３の形状と異なっていてもよい。一実装形態では、第１のＱＤ、第２のＱＤ、及び／又は第３のＱＤのうちの１つ以上は、異なる材料を含んでもよい。
【0056】
光変換デバイスは、特定の波長の光を１又はそれ以上の所望の波長の光に変換することができる（例えば、より短い波長の光をより長い（１又は複数の）波長の光に変換することができる）。いくつかの実施形態では、光変換デバイスは、第１の色の光を、第２の色の光、第３の色の光、第４の色の光などのうちの１つ以上に変換することができる。第１の色、第２の色、第３の色、第４の色は、それぞれ第１の波長、第２の波長、第３の波長、及び第４の波長に対応することができる。いくつかの実施形態では、第１の色は、第２の色、第３の色、及び／又は第４の色とは異なる。いくつかの実施形態では、第２の色、第３の色、及び第４の色は、それぞれ赤色、緑色、及び青色に対応することができる。いくつかの実施形態では、第１の色の光は紫色光を含む。
【0057】
図１Ｄを参照すると、本開示のいくつかの実施形態による光変換デバイスの例１５０が示されている。図示されるように、光変換デバイス１５０は、ナノ多孔質構造内に配置された複数のＱＤと保護構造１５５とを備えることができる。ＱＤは、図１Ｃに関連して記載されたようなＱＤ１３１、１３３、及び１３５を含んでもよい。ナノ多孔質構造は、図１Ｂの多孔質構造１２０であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。上述のように、ナノ多孔質構造は、ナノ多孔質材料１２１及び細孔１２３を含むことができる。
【0058】
保護構造は、１又はそれ以上の材料（例えば、有機材料、無機材料）を含むことができ、酸素、水、水分、及び／又は他の環境要因からＱＤを保護することができる。保護構造は、ＱＤの化学分解も防止することができ、光変換デバイスの安定性を強化することができる。
【0059】
いくつかの実施形態では、保護構造１５５は、ナノ多孔質構造内に配置されたＱＤの表面を覆う第１の保護層１５５ａを含んでもよい。第１の保護層１５５ａは、ナノ多孔質構造内のＱＤの表面上のコーティングであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。一例として、保護層１５５ａは、液相の保護層を多孔質構造の表面上にスピンコーティング又はスプレーすることによって形成することができる。次いで、液相保護層はナノ多孔質構造の内部を流れることができる。コーティングは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、エポキシな、ＱＤの酸化を防止し、及び／又は他の環境要因からＱＤを保護することができる、１又はそれ以上の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、図１Ｄに示されるように、第１の保護層１５５ａは、ナノ多孔質構造上に形成された第１の材料の層も含むことができる。ＱＤを覆うコーティングは、図１Ｄに示されていないことに留意すべきである。
【0060】
保護構造１５５は、保護層１５５ｂ（「第２の保護層」とも呼ばれる）をさらに含んでもよい。保護層１５５ｂは、酸素、水分、及び／又は他の環境要因からＱＤを保護することができる１又はそれ以上の材料を含むことができる。例えば、保護層１５５ｂは、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＰＤＭＳ、ＰＭＭＡなどの１又はそれ以上の層を含むことができる。保護層１５５ｂは、光変換デバイス内のＱＤにさらなる保護を提供するために保護層１５５ａ上に形成されてもよい。保護層１５５ａ及び１５５ｂは、同じ材料を含んでも含まなくてもよい。
【0061】
一実装形態では、保護層１５５ａ及び／又はＱＤのコーティングは、第１の材料を含む。保護層１５５ｂは、第１の材料とは異なる第２の材料を含む。第１の材料の例は、ＰＤＭＳ、ＰＭＭＡ、エポキシなどを含むことができる。第２の材料の例は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３などを含むことができる。別の実装形態では、保護層１５５ａ～１５５ｂ及び／又はＱＤのコーティングは、共通の材料を含んでもよい。
【0062】
図２Ａは、本開示の１又はそれ以上の態様による、例示的な光変換デバイスのＳＥＭ画像である。光変換デバイスは、ＧａＮを含む多孔質構造（多孔質ＧａＮ）、並びに多孔質構造及び／又は多孔質ＧａＮ内に配置されたＱＤを備えることができる。図示されるように、約４２０ｎｍの波長を有する入射光によって励起されると、光変換デバイスは、入射光を赤色光に変換することができる。
【0063】
図２Ｂは、本開示の１又はそれ以上の態様による、例示的な光変換デバイスのＰＬスペクトルを示す。図示されるように、光変換デバイスは、約４２０ｎｍの波長を有する入射光を緑色光（例えば、６５０ｎｍの発光波長を有する光）に変換することができる。
【0064】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、及び図３Ｅは、それぞれ本開示のいくつかの実施形態による半導体デバイスの例３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、及び３００ｅを示す。半導体デバイスは、本明細書に記載されるような光変換デバイスを含むことができる。半導体デバイスは、発光ダイオード、レーザダイオード、トランジスタ太陽電池、及び／又は任意の他の適切な半導体デバイスを製造するために使用することができる。半導体デバイスは、表示用途、照明用途、データ記憶用途、パワーエレクトロニクス用途、通信用途などを実施するために使用することができる。半導体デバイスは、フリップチップ構造ＬＥＤ、垂直構造ＬＥＤ、横構造ＬＥＤなどであってもよく、及び／又はこれらを含んでもよい。半導体デバイスは、光を放射することができる発光デバイスであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、半導体デバイスは、マイクロメートルのスケールの寸法を有してもよい（「マイクロ半導体デバイス」とも呼ばれる）。
【0065】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、半導体デバイス３００ａ及び／又は３００ｂは、発光構造３１０、光変換デバイス３２０、オーミック接触３３１及び３３５、及び／又は本開示による発光デバイスを実装するための任意の他の適切な構成要素を含むことができる。
【0066】
発光構造３１０は、半導体材料及び／又は光を生成するための任意の他の適切な材料の１又はそれ以上の層を含むことができる。例えば、発光構造３１０は、ＩＩＩ－Ｖ族材料（例えば、ＧａＮ）の１又はそれ以上のエピタキシャル層、１又はそれ以上の量子井戸構造などを含むことができる。いくつかの実施形態では、発光構造３１０は、図４Ａに関連して記載される１又はそれ以上の構成要素を含んでもよい。
【0067】
【0068】
オーミック接触３３１及び３３５（例えば、ｎパッド及びｐパッド）は、発光構造３１０上に堆積されてもよい。オーミック接触３３１は、ｎドープ層（例えば、図４Ａの層４２０）上に堆積されてもよい。オーミック接触３３５は、ｐドープ層（例えば、図４Ａの層４４０）上に堆積されてもよい。オーミック接触３３１及び３３５は、任意の適切な金属を含むことができる。例えば、オーミック接触３３１及び３３５は、それぞれニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）を含んでもよい。
【0069】
一実装形態では、オーミック接触３３１及び３３５は、発光構造３１０の同じ面に堆積されてもよい。例えば、図３Ａに示されるように、オーミック接触３３１及び３３５は、発光構造３１０の第１の面に堆積されてもよい。光変換デバイス３２０及び／又は光変換デバイス３２０の多孔質構造は第１の面と反対の発光構造３１０の第２の面に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、光変換デバイスの形成は、図１Ａ～図１Ｄ及び図５Ａ～図５Ｂ及び／又は本開示の別の態様に記載されるような１又はそれ以上の動作を実行することによって光変換デバイスを製造することを含んでもよい。代替的又は追加的に、以下でより詳細に論じられるように、光変換デバイスの形成は、（例えば、光変換デバイスを発光構造に接着すること、又は光変換デバイスを発光構造に取り付けることができる任意の他の適切な技術を使用することによって）製造された光変換デバイスを発光構造３１０に取り付けることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、半導体デバイス３００ａは、以下で図４Ｂ～図４Ｃに関連して記載される１又はそれ以上の構成要素を含んでもよい。
【0070】
別の実装形態では、オーミック接触３３１及び３３５は、垂直発光構造を形成するために発光構造３１０の異なる面に堆積されてもよい。垂直発光構造は、（例えば、上面と底面など、半導体デバイス３００ｂの対向する表面及び／又は面の間で）ｐ型オーミック接触からｎ型オーミック接触への垂直方向の電流の流れを可能にすることができる。例えば、図３Ｂに示されるように、オーミック接触３３１及び３３５は、発光構造３１０の対向する面に堆積されてもよい。光変換デバイス３２０及び第１のオーミック接触３３１は、発光構造３１０の同じ面に形成されてもよい。半導体デバイス３００ｂは、支持構造３４０も含むことができる。支持構造３４０は、適切な接合材料（例えば、Ａｕ－Ｓｎ合金）で実装された金属構造を含むことができる。金属構造は、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、及び／又は任意の他の適切な材料を含むことができる。支持構造３４０は、金属支持構造及び／又は基板として半導体デバイス３００ｂを指示することができる。
【0071】
光変換デバイス３２０は、発光構造３１０上に形成されてもよい。例えば、図３Ａに示されるように、光変換デバイス３２０は、発光構造３１０の第１の面に対応する表面３１３に形成されてもよい。オーミック接触３３１及び３３５は、発光構造３１０の第２の面に対応する発光構造３１０の１又はそれ以上の表面に形成される。第１の面及び第２の面は、発光構造３１０の対向する面（例えば、上面と底面）に対応し得る。別の例として、図３Ｂに示されるように、オーミック接触３３１及び光変換デバイス３２０は発光構造３１０の第１の面に形成され、オーミック接触３３５は発光構造３１０の第２の面に設けられる。
【0072】
光変換デバイス３２０は、発光構造３１０と直接接触していてもいなくてもよい。いくつかの実施形態では、光変換デバイス３２０及び光変換デバイス３２０の多孔質構造は、発光構造３１０と直接接触していない。例えば、発光構造及び多孔質構造は空間によって分離されていてもよい。別の例として、発光構造と光変換デバイスとの間に支持層が形成されてもよい。支持層は、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＮ、及び／又は任意の他の適切な材料を含んでもよい。
【0073】
いくつかの実施形態では、半導体デバイス３００の１又はそれ以上の側壁は、半導体デバイス３００によって生成され光を半導体デバイス３００に向かって反射するための１又はそれ以上の反射材料でコーティングされてもよい。１又はそれ以上の反射材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属を含むことができる。
【0074】
いくつかの実施形態では、図３Ａ及び図３Ｂの光変換デバイス３２０は、ＱＤを保護するための保護構造を含むことができる。例えば、図３Ｃに示されるように、本開示による半導体デバイス３００ｃは、発光構造３１０、光変換デバイス３２０、並びにオーミック接触３３１及び３３５を含むことができる。発光デバイス３００ｃは、ＱＤが埋め込まれたナノ多孔質構造３２１及び保護構造３２３を含むことができる。ＱＤは、図１Ｃに関連して記載されたようなＱＤ１３１、１３３、及び／又は１３５を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＱＤは、図１Ｃに関連して記載されたようなＱＤ１３１及び１３３を含む。ナノ多孔質構造３２１は、図１Ｂの多孔質構造１２０であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。上述のように、ナノ多孔質構造３２１は、ナノ多孔質材料１２１及び細孔１２３を含むことができる。保護構造３２３は、図１Ｄに関連して記載されたような保護構造１５５であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。）。いくつかの実施形態では、半導体デバイス３００ｃは、以下で図４Ｂ～図４Ｃに関連して記載される１又はそれ以上の構成要素を含んでもよい。
【0075】
いくつかの実施形態では、半導体デバイス内を進む光の内部散乱及び有効経路をさらに増加させるために、光変換デバイス３２０と発光構造３１０との間に１又はそれ以上の散乱媒体が配置されてもよく、こうして本明細書に開示される光変換デバイスの光変換効率をさらに向上させることができる。散乱媒体３５０ａは、発光構造３１０によって生成された光の１又はそれ以上の部分の散乱を引き起こす任意の適切な材料を含むことができる。例えば、散乱媒体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ポリマー、キセロゲルなどを含むことができる。散乱媒体は、１又はそれ以上の多孔質材料（例えば、多孔質ＳｉＯ２、多孔質ＳｉＮ、キセロゲルなど）を含むことができる。いくつかの実施形態では、多孔質材料は、５２～４００ナノメートルの寸法を有する細孔を含むことができる。散乱媒体は、化学エッチング、物理フィルムコーティングプロセス、及び／又は任意の他の適切な技術を使用することによって形成することができる。いくつかの実施形態では、散乱媒体の厚さは１μｍから１ｍｍの間であってもよい。
【0076】
一例として、図３Ｄに示されるように、半導体デバイス３００ｄは、発光構造３１０、光変換デバイス３２０、散乱媒体３５０ａ、及び／又は任意の他の適切な構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、半導体デバイス３００ｄは、以下で図４Ｄ～図４Ｅに関連して記載される１又はそれ以上の構成要素を含んでもよい。
【0077】
いくつかの実施形態では、散乱媒体は、発光構造３１０及び／又は光変換デバイス３２０とは異なるサイズ及び／又は形状を有してもよい。例えば、散乱媒体の１又はそれ以上の寸法（例えば、長さ、幅、高さなど）は、発光構造３１０の寸法よりも大きくてもよい。より具体的な例として、図３Ｅに示されるように、散乱媒体３５０ｂは、発光構造３１０の表面３５１上に配置されてもよい。光変換デバイス３２０は、散乱媒体３５０ｂの表面３５３上に形成されてもよい。表面３５１及び３５３のサイズは異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、表面３５３は表面３５１よりも大きい。表面３５１は、図４Ｆの表面４１１及び／又は図４Ｇの表面４１５に対応することができる。表面３５３は、図４Ｆの表面４１３及び／又は図４Ｇの表面４１７に対応することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される散乱媒体は、光変換デバイス３２０の一部であると見なされてもよい。いくつかの実施形態では、半導体デバイス３００ｅは、以下で図４Ｆ～図４Ｇに関連して記載される１又はそれ以上の構成要素を含んでもよい。
【0078】
図４Ａを参照すると、本開示のいくつかの実施形態による発光構造３１０の一例が示されている。図示されるように、発光構造３１０は、成長テンプレート４１０、第１の半導体層４２０、第２の半導体層４３０、及び第３の半導体層４４０を含むことができる。
【0079】
成長テンプレート４１０は、成長テンプレート４１０及び／又は異種基板上で成長するＩＩＩ－Ｖ族材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を含むことができる。異種基板は、サファイヤ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、石英、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）など、ＩＩＩ－Ｖ族材料を成長させるために使用できる任意の他の適切な結晶材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、発光構造３１０は成長テンプレート４１０を含まない。
【0080】
第１の半導体層４２０は、ＩＩＩ－Ｖ族材料及び任意の他の適切な半導体材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を含むことができる。例えば、第１の半導体層４２０は、ＩＩＩ－Ｖ族材料のエピタキシャル層（「ＩＩＩ－Ｖ族材料の第１のエピタキシャル層」とも呼ばれる）を含んでもよい。ＩＩＩ－Ｖ族材料は、例えばＧａＮであってもよい。ＩＩＩ－Ｖ族材料の第１のエピタキシャル層は、第１の導電型不純物がドープされたＩＩＩ－Ｖ族材料を含むことができる。第１の導電型不純物は、いくつかの実施形態ではｎ型不純物であってもよい。ＩＩＩ－Ｖ族材料の第１のエピタキシャル層は、いくつかの実施形態では、ＳｉドープＧａＮ層又はＧｅドープＧａＮ層であってもよい。第１の半導体層４２０は、いずれの特定の導電型不純物でもドープされていないＩＩＩ－Ｖ族材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を含むこともできる。
【0081】
第２の半導体層４３０は、半導体材料及び／又は光を放射するための任意の他の適切な材料の１又はそれ以上の層を含むことができる。例えば、半導体層４３０は、光を放射するための１又はそれ以上の量子井戸構造を備える活性層を含んでもよい。量子井戸構造の各々は、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）及び／又は多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であってもよく、及び／又はこれらを含んでもよい。量子井戸構造の各々は、１又はそれ以上の量子井戸層及びバリア層（図４Ａには図示せず）を含むことができる。量子井戸層及びバリア層は、交互に積層されてもよい。量子井戸層は、インジウム（例えば、窒化インジウムガリウム）を含むことができる。量子井戸層の各々は、不純物が意図的にドープされていない窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）の非ドープ層であってもよい。バリア層の各々は、不純物が意図的にドープされていないＩＩＩ－Ｖ族材料の非ドープ層であってもよい。１対のバリア層（例えば、ＧａＮ層）及び量子井戸層（例えば、ＩｎＧａＮ層）は、量子井戸構造であると見なされてもよい。第２の半導体層４３０は、任意の適切な数の量子井戸構造を含むことができる。例えば、量子井戸構造の数（例えば、ＩｎＧａＮ及びＧａＮ層の対の数）は、３、４、５などであってもよい。
【0082】
通電されると、第２の半導体層４３０は光を生成することができる。例えば、活性層に電流が流れると、第１の半導体層４２０（例えば、ｎドープＧａＮ層）からの電子は、活性層の中で第３の半導体層４４０（例えば、ｐドープＧａＮ層）からの正孔と結合することができる。電子と正孔との結合は、光を発生することができる。いくつかの実施形態では、第２の半導体層４３０は、特定の色の光（例えば、特定の波長の光）を生成することができる。
【0083】
第３の半導体層４４０は、ＩＩＩ－Ｖ族材料及び／又は任意の他の適切な材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を含むことができる。例えば、第３の半導体層４４０は、ＩＩＩ－Ｖ族材料のエピタキシャル層（「ＩＩＩ－Ｖ族材料の第２のエピタキシャル層」とも呼ばれる）を含むことができる。ＩＩＩ－Ｖ族材料の第２のドープ層は、第１の導電型不純物とは異なる第２の導電型不純物がドープされ得る。例えば、第２の導電型不純物は、ｐ型不純物であってもよい。いくつかの実施形態では、ＩＩＩ－Ｖ族材料の第２のエピタキシャル層は、マグネシウムがドープされてもよい。
【0084】
半導体材料の特定の層が図４Ａに示されているが、これは単なる例示である。例えば、図４Ａの２つの半導体層の間（例えば、第１の半導体層４２０と第２の半導体層４３０との間、第２の半導体層４３０と第３の半導体層４４０との間など）に１又はそれ以上の介在層が形成されてもされなくてもよい。一実装形態では、第１の半導体層４２０の表面は、第２の半導体層４３０の表面と直接接触してもよい。別の実装形態では、１又はそれ以上の介在層（図４Ａには図示せず）が、第１の半導体層４２０と第２の半導体層４３０との間に形成されてもよい。１又はそれ以上の介在層（図４Ａには図示せず）が、第１の半導体層４２０と成長テンプレート４１０との間に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の半導体層４２０は、ＩＩＩ族窒化物材料の非ドープ層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、半導体デバイス３１０は第３の半導体層４４０上に形成された半導体材料及び／又は任意の他の材料の１又はそれ以上の層を含むことができる。
【0085】
図４Ｂ～図４Ｇに戻ると、本開示のいくつかの実施形態によるフリップチップ発光構造を含む半導体デバイスの例４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ、４００ｅ、４００ｆ、及び４００ｇが示されている。図４Ｂ及び図４Ｃに示されるように、オーミック接触３３１及び３３５は、それぞれ半導体層４２０の表面上及び半導体層４４０の表面上に堆積されてもよい。いくつかの実施形態では、図４Ｂに示されるように、光変換デバイス３２０は、成長テンプレート４１０上に形成されてもよい。一例として、ＧａＮ又は他の適切な材料を含む１又はそれ以上のエピタキシャル層が、成長テンプレート４１０上で成長することができる。次いで、１又はそれ以上のナノ多孔質構造が、（例えば、図１Ａ～図１Ｄに関連して記載されたような１又はそれ以上のナノ多孔質構造を形成することによって）ＧａＮのエピタキシャル層に形成されてもよい。上述のように、適切なＱＤがナノ多孔質構造に装填されてもよい。別の例として、ナノ多孔質材料（例えば、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなど）を含む１又はそれ以上のナノ多孔質構造が、成長テンプレート４１０上に形成されてもよい。ナノ多孔質構造は、成長テンプレート４１０と直接接触していてもいなくてもよい。一実装形態では、ナノ多孔質構造は、成長テンプレート４１０と直接接触している。別の実装形態では、ナノ多孔質構造は、成長テンプレート４１０と直接接触していない。例えば、ナノ多孔質構造及び成長テンプレート４１０は空間によって分離されていてもよい。別の例として、ＩＩＩ－Ｖ族材料（例えば、ＧａＮ）及び／又は任意の他の適切な材料の１又はそれ以上の層（「支持層」とも呼ばれる）が、成長テンプレート４１０上に形成されてもよい。ナノ多孔質構造が支持層上に形成されてもよい。成長テンプレート４１０は、いくつかの実施形態では、支持層の一部であると見なされてもよい。いくつかの実施形態では、光変換デバイス３２０の形成は、（例えば、光変換デバイス３２０を層４１０／４２０及び／又は散乱媒体に実装することによって）光変換デバイス３２０を層４１０及び／又は４２０に取り付けることを含むことができる。
【0086】
いくつかの実施形態では、図４Ｃに示されるように、半導体デバイス３００上の光変換デバイス３２０の前に、成長テンプレート４１０が発光構造３１０から除去されてもよい。例えば、１又はそれ以上のナノ多孔質構造は、（例えば、ナノ多孔質構造を形成するためにｎ－ＧａＮ層の一部をエッチングすることによって）第１の半導体層４２０の１又はそれ以上の部分に形成されてもよい。別の例として、ナノ多孔質材料（例えば、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなど）を含む１又はそれ以上のナノ多孔質構造が、第１の半導体層４２０上に形成されてもよい。ナノ多孔質構造は、第１の半導体層４２０と直接接触していてもいなくてもよい。一実装形態では、ナノ多孔質構造は、第１の半導体層４２０と直接接触している。別の実装形態では、ナノ多孔質構造は、第１の半導体層４２０と直接接触していない。例えば、ナノ多孔質構造及び第１の半導体層４２０は空間によって分離されていてもよい。別の例として、ＩＩＩ－Ｖ族材料（例えば、ＧａＮ）及び／又は任意の他の適切な材料の１又はそれ以上の層（「支持層」とも呼ばれる）が、第１の半導体層４２０上に形成されてもよい。ナノ多孔質構造が支持層上に形成されてもよい。
【0087】
図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆ、及び図４Ｇを参照すると、本開示のいくつかの実施形態による散乱媒体を含む半導体デバイスの例が示されている。図４Ｄ及び図４Ｆに示されるように、図３に関連して記載されたような散乱媒体３５０ａ及び／又は３５０ｂは、成長テンプレート４１０と光変換デバイス３２０との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、半導体材料及び／又は任意の他の適切な材料の１又はそれ以上の介在層が、散乱媒体３５０と成長テンプレート４１０との間に形成されてもよい。
【0088】
図４Ｅ及び図４Ｇに示されるように、図３に関連して記載されたような散乱媒体は、第１の半導体層４２０と光変換デバイス３２０との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、半導体材料及び／又は任意の他の適切な材料の１又はそれ以上の介在層が、散乱媒体３５０と第１の半導体層４２０との間に形成されてもよい。
【0089】
図４Ｆ及び図４Ｇに示されるように、散乱媒体は、光変換デバイス３２０及び／又は半導体デバイスの発光構造（例えば、層４２０、４３０、４４０、成長テンプレート４１０、オーミック接触３３１及び３３５など）とは異なるサイズ及び／又は形状を有してもよい。例えば、散乱媒体３５０ｂの１又はそれ以上の寸法は、発光構造の寸法よりも大きくてもよい。より具体的な例として、図４Ｆに示されるように、散乱媒体３５０ｂは、成長テンプレート４１０の表面４１１上に配置されてもよい。光変換デバイス３２０は、散乱媒体３５０ｂの表面４１３上に形成されてもよい。表面４１１及び４１３のサイズは異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、表面４１３は表面４１１よりも大きい。別のより具体的な例として、図４Ｇに示されるように、散乱媒体３５０ｂは、第１の半導体層４２０の表面４１５上に配置されてもよい。光変換デバイス３２０は、散乱媒体３５０ｂの表面４１７上に形成されてもよい。表面４１５及び４１７のサイズは異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、表面４１７は表面４１５よりも大きい。
【0090】
図５Ａ～図５Ｅを参照すると、本開示のいくつかの実施形態による、ナノ多孔質構造内に配置された量子ドットを組み込んだ半導体デバイスを製造するための例示的な構造及びプロセスが提供される。半導体デバイスの各々は、光を放射することができる発光デバイスであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0091】
図５Ａに示されるように、半導体デバイス５００は、本明細書で開示されるような１又はそれ以上の光変換デバイスを含むことができる。図示されるように、複数の発光デバイス（ＬＥＤ）５２０（例えば、ＬＥＤの１又はそれ以上のアレイ）が、半導体デバイス５００のドライバ回路５１０上に形成されてもよい。ＬＥＤ５２０の各々は、図３の発光構造３１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤは、特定の色の光を生成することができるモノリシックＬＥＤ（例えば、青色ＬＥＤ）であってもよい。
【0092】
ドライバ回路５１０は、ＬＥＤ５２０の個別の電子制御を可能にするための１又はそれ以上の電気回路であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ドライバ回路５１０は、１又はそれ以上のＣＭＯＳドライバを含んでもよい。
【0093】
ナノ多孔質構造５３０は、ＬＥＤ５２０の１つ以上に形成されてもよい。ナノ多孔質構造５３０は、１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含むことができる。一実装形態では、ナノ多孔質構造５３０は、ＬＥＤ５２０の１つ以上を電気化学的にエッチングすることによって（例えば、１又はそれ以上のＬＥＤ５２０の（１又は複数の）ｎ－ＧａＮ層をエッチングすることによって）形成することができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ５２０の１つ以上は、電気化学的にエッチングされない。
【0094】
量子ドットは、ナノ多孔質構造に装填され得る。量子ドットは、様々な発光波長の量子ドット（例えば、上述のように、第１のＱＤ、第２のＱＤ、第３のＱＤなど）を含むことができる。いくつかの実施形態では、量子ドットは、フォトリソグラフィ法、インクジェット印刷法などを使用して装填されてもよい。一例として、ＱＤ５４０ａ及び５４０ｂは、発光色を生成するために、ナノ多孔質構造５３０のそれぞれの部分に装填されてもよい。ＱＤ５４０ａ及び５４０ｂは、異なる発光波長を有してもよい。例えば、ＱＤ５４０ａは、５２０によって生成された光を赤色光に変換することができる。ＱＤ５４０ｂは、ＬＥＤ５２０によって生成された光を緑色光に変換することができる。
【0095】
本開示の１又はそれ以上の態様によれば、マイクロＬＥＤを備えるディスプレイデバイス及びディスプレイデバイスを製造するための方法が提供される。ディスプレイデバイスは、任意の適切なサイズであり得、任意の適切なコンピューティングデバイス（例えば、腕時計、眼鏡、コンタクトレンズ、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイ、タブレットコンピューティングデバイス、ラップトップ、デスクトップ、テレビ、拡張現実（ＡＲ）デバイス、仮想現実（ＶＲ）デバイスなど）で使用することができる。ディスプレイデバイスは、本明細書で記載されるような１又はそれ以上の光変換デバイスを含むことができる。ディスプレイデバイスは、様々な色（例えば、赤色、緑色、青色など）の光を放射し得るマイクロ半導体デバイスを含むことができる。マイクロ半導体デバイスの各々は、マイクロメートルのスケールの寸法を有することができ、図３Ａ～図４Ｇに関連して記載されたような半導体デバイス３００ａ～３００ｂを含むことができる。一実装形態では、マイクロ半導体デバイスの寸法（例えば、横寸法）は、およそ５～２５μｍであってもよい。別の実装形態では、マイクロ半導体デバイスの寸法（例えば、横寸法）は、２５μｍよりも大きいか、又は５μｍ未満であってもよい。
【0096】
図５Ｂに戻ると、本開示のいくつかの実施形態による半導体デバイス５５０を製造するための構造及びプロセスが示されている。半導体デバイス５５０は、光変換デバイス５６０、発光構造５７０、及び／又は任意の他の適切な構成要素を含むことができる。
【0097】
光変換デバイス５６０は、埋め込み量子ドットを有する多孔質構造５６１を含むことができる。多孔質構造５６１は、例えば、上述のような光変換デバイス１３０、１５０、及び／又は３２０であってもよく、及び／又はこれらを含んでもよい。埋め込み量子ドットは、発光構造５７０によって生成された光を、特定の波長及び／又は色の光に変換することができる。いくつかの実施形態では、埋め込み量子ドットは特定の波長を有し、発光構造５７０によって生成された光を特定の色（例えば、青色、緑色、赤色）に変換することができる。光変換デバイス５６０は、半導体材料などの１又はそれ以上の固体材料の層５６２（例えば、ｎ－ＧａＮ層、非ドープＧａＮ層など）をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、光変換デバイス５６０は、上述のような１又はそれ以上の散乱媒体３５５ａ～ｂ及び／又は保護構造１５５を含むことができる。いくつかの実施形態では、固体材料５６２及び／又は固体材料５６２の１又はそれ以上の部分は、半導体デバイス５５０を形成するために多孔質構造５６１から除去されてもよい。
【0098】
発光構造５７０は、光を放射することができる１又はそれ以上の発光デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、発光構造５７０は、複数の発光デバイス５７０ａ、５７０ｂ、５７０ｃ、．．．、５７０ｎを含むことができる。発光デバイス５７０ａ～ｎの各々は、発光ダイオード、レーザダイオードなどであってもよく、及び／又はこれらを含んでもよい。いくつかの実施形態では、発光デバイス５７０ａ～ｎの各々は、マイクロサイズ発光ダイオード（ＬＥＤ）（「マイクロＬＥＤ」とも呼ばれる）であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。マイクロＬＥＤは、マイクロメートルのスケールの寸法を有することができる。一実装形態では、マイクロＬＥＤの寸法は、およそ５～２５μｍであってもよい。別の実装形態では、マイクロＬＥＤの寸法は、２５μｍよりも大きいか、又は５μｍ未満であってもよい。２つの発光デバイス５７０ａ、５７０ｂ、５７０ｃ、．．．、５７０ｎ（例えば、２つの隣接する発光デバイス５７０ａ～ｎ）の間の画素ピッチは、２０μｍ、２５μｍ、又は任意の他の適切な値であってもよい。いくつかの実施形態では、画素ピッチは、２０μｍ以上であってもよい。画素ピッチは、発光デバイスの間の距離（例えば、第１の発光デバイスの中心と第２の発光デバイスの中心との間の距離、第１の発光デバイスの面と第２の発光デバイスの面との間の距離など）を表すことができる。
【0099】
発光デバイス５７０ａ～ｎは、いくつかの実施形態では、基板５７１上に形成されてもよい。基板５７１は、発光デバイス５７０ａ～ｎを製造及び／又は支持するための成長基板であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。例えば、基板５７１は、サファイヤ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、石英、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などを含んでもよい。いくつかの実施形態では、基板５７１は、異種基板を含まない自立窒化ガリウム基板であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、基板５７１は、ＣＭＯＳドライバを備えたシリコンウエハを含んでもよい。
【0100】
発光デバイス５７０ａ～ｎは、１又はそれ以上のアレイ（例えば、１又はそれ以上の列及び／又は行）で配置されてもよい。発光デバイス５７０ａ～ｎの各々は、図３Ａ～図４Ｇの発光構造３１０の１又はそれ以上の構成要素を含んでもよく、１又はそれ以上のオーミック接触を含んでもよい。いくつかの実施形態では、発光デバイス５７０ａ～ｎの１つ以上は、特定の色の光を放射することができるモノリシックＬＥＤ（例えば、青色ＬＥＤ）であってもよい。発光デバイス５７０ａ～ｎの１つ以上は、マイクロＬＥＤであってもよい。いくつかの実施形態では、発光デバイス５７０ａ～ｎの各々は、本明細書に記載されるようなフリップチップ構造を含んでもよい。図５Ｂには特定の数の発光デバイスが示されているが、これは単なる例示である。発光構造５７０は、任意の適切な数の発光デバイスを含み得ることに留意すべきである。
【0101】
いくつかの実施形態では、図５Ｃに示されるように、光変換デバイス５６０及び／又は多孔質構造５６１は、半導体デバイス５５１内の１又はそれ以上の部分５６１ａ、５６１ｂ、５６１ｃ、．．．、５６１ｎに分割することができる。部分５６１ａ～ｎは、本明細書では、ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎとも呼ばれる。ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎの各々は、上記で図１Ａ～図１Ｂに関連して記載されたような多孔質構造１２０であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎの各々は、複数の細孔を含むことができる。細孔の各々は、ナノスケールサイズを有することができる。第１の複数の量子ドット（例えば、図１Ｃの第１の量子ドット１３１）は、ナノ多孔質構造５６１ａの第１の複数の細孔に配置されてもよい。第２の複数の量子ドット（例えば、図１Ｃの第２の量子ドット１３５）は、ナノ多孔質構造５６１ｂの第２の複数の細孔に配置されてもよい。一実装形態では、第３の量子ドットがナノ多孔質構造５６１ｃに配置されてもよい。別の実装形態では、量子ドットはナノ多孔質構造５６１ｃに配置されない。
【0102】
いくつかの実施形態では、２つの隣接するナノ多孔質構造及び／又は光変換デバイス５６０の部分（例えば、５６１ａ及び５６１ｂ）の間の距離は、約２０μｍ以下であってもよい。いくつかの実施形態では、ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎの寸法は、約１００μｍ以下であってもよい。例えば、各ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎは、約１００μｍ以下の辺を有する正方形によって表すことができる。いくつかの実施形態では、ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎの寸法は、約５０μｍ以下であってもよい。例えば、各ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎは、約５０μｍを有する正方形によって表すことができる。トレンチの各々の寸法は、約２μｍ以下であってもよい。
【0103】
図示されるように、ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎは、ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎ間の光クロストークを排除及び／又は低減することができる複数の構造５６３ａ、５６３ｂなどによって分離されていてもよい。いくつかの実施形態では、構造５６３ａ、５６３ｂなどは、光クロストークを排除及び／又は低減することができる材料（例えば、金属）を含むことができる。いくつかの実施形態では、構造５６３ａ、５６３ｂなどのうちの１つ以上は、アルミニウム、ニッケル、及び／又は任意の他の適切な金属を含む金属材料など、隣接する及び／又は隣り合うナノ多孔質構造５６１ａ～ｎの間の光クロストークを防止及び／又は低減するのに適した材料でコーティングされたトレンチであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0104】
本開示のいくつかの実施形態によれば、半導体デバイス５５０を製造するための方法は、光変換デバイス５６０を提供するステップ、光を放射することができる発光構造５７０を提供するステップ、発光構造を光変換デバイスに取り付けるステップ、及び／又は任意の他の適切な動作を含むことができる。発光構造を光変換デバイスに取り付けるステップは、接着剤又は任意の他の適切な技術を使用して（例えば、多孔質構造５６１及び／又は散乱媒体を基板５７１に接合することによって）発光構造を光変換デバイスに接合するステップを含むことができる。
【0105】
いくつかの実施形態では、光変換デバイス５６０を提供するステップは、図１Ａ～図２Ｂに関連して上述された１又はそれ以上の動作を実行することによって光変換デバイス５６０を製造するステップを含むことができる。一例として、光変換デバイス５６０を提供するステップは、ナノ多孔質材料を含むナノ多孔質構造を形成するための固体材料５８０を提供するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態では、固体材料５８０を提供するステップは、ＧａＮ又は任意の他の適切な半導体材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を提供するステップを含んでもよい。例えば、図５Ｄに示されるように、固体材料５８０は、半導体材料（例えば、ｎ－ＧａＮ層）のｎドープ層５８１、半導体材料（例えば、非ドープＧａＮ層）の非ドープ層５８３、及び／又は半導体材料及び／又は任意の他の適切な材料を含む１又はそれ以上の層を含むことができる。いくつかの実施形態では、層５８１及び／又は５８３は、成長テンプレート５８５上で成長することができる。成長テンプレート５８５は、異種基板、半導体材料の１又はそれ以上の層、及び／又は任意の他の適切な構成要素を含むことができる。異種基板は、半導体材料を成長させるために使用することができる任意の他の適切な結晶材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、異種基板は、サファイヤ、ＳｉＣ、Ｓｉ、石英、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、及び／又はＧａＮ及び／又は任意の他の適切なＩＩＩ－Ｖ族材料を成長させるための任意の他の適切な材料を含むことができる。
【0106】
図５Ｄに示されるように、多孔質構造５６１は、固体材料５８０を使用して形成されてもよい。例えば、多孔質構造５６１は、固体材料５８０の１又はそれ以上の部分を電気化学的にエッチングすることによって（例えば、層５８１の１又はそれ以上の部分をエッチングすることによって）形成することができる。いくつかの実施形態では、層５８１の１又はそれ以上の部分は、電気化学的にエッチングされない。いくつかの実施形態では、層５８３及び／又は成長テンプレート５８５及び／又は層５８３の１又はそれ以上の部分及び／又は成長テンプレート５８５は、光変換デバイス５６０を形成するために固体材料５８０から除去されてもよい。
【0107】
量子ドットは、本明細書に記載される任意の適切な技術を使用して多孔質構造５６１に配置することができる。量子ドットは、第１の発光波長を有する１又はそれ以上の第１の量子ドット（例えば、図１Ｃの第１の量子ドット１３１）、第２の発光波長を有する１又はそれ以上の第２の量子ドット（例えば、図１Ｃの第２の量子ドット１３５）などを含むことができる。第１の量子ドット及び第２の量子ドットは、それぞれ多孔質構造５６１の第１の部分及び第２の部分に配置され得る。例えば、図５Ｄに示されるように、光変換デバイス５６０は、ナノ多孔質構造５６１ａ、５６１ｂ、５６１ｃ、．．．、５６１ｎを疎は得る複数の部分に分割され得る。ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎは、例えば、トレンチ５６３ａ、５６３ｂなどを形成するために多孔質構造５６１をエッチングすることによって形成することができる。
【0108】
トレンチ５６３ａ、５６３ｂなどは、アルミニウム、ニッケル、及び／又は任意の他の適切な金属を含む金属材料など、光変換デバイスの隣り合う部分の間の光クロストークを防止及び／又は低減するのに適した材料でコーティングされてもよい。例えば、図５Ｄに示されるように、トレンチ５６３ａの側壁及び／又は底面は、コーティング５６５ａでコーティングされてもよい。トレンチ５６３ｂの側壁及び／又は底面は、コーティング５６５ｂでコーティングされてもよい。いくつかの実施形態では、コーティング５６５ａ、５６５ｂなどのうちの１つ以上は、トレンチに隣接するナノ多孔質構造の一部を覆ってもよい。例えば、図５Ｄに示されるように、コーティング５６５ｂは、多孔質構造５６１ｃの一部及び／又は多孔質構造５６１ｂの一部（例えば、約１μｍ）を覆ってもよい。
【0109】
図５Ｅを参照すると、本開示のいくつかの実施形態による半導体デバイス５５５を示す概略図が示されている。半導体デバイス５５５は、光変換デバイス５６０、発光構造５７０、及び／又は任意の他の適切な構成要素を含むことができる。
【0110】
発光構造５７０は、図５Ｃに関連して記載されたような発光デバイス５７０ａ～５７０ｎを含むことができる。発光デバイス５７０ａ～ｎは、それぞれナノ多孔質構造５６１ａ～ｎに対応し得る。ナノ多孔質構造５６１ａ内の第１の量子ドットは、発光デバイス５７０ａによって生成された光を第１の色の光（例えば、赤色光）に変換することができる。ナノ多孔質構造５６１ｂ内の第２の量子ドットは、発光デバイス５７０ｂによって生成された光を第１の色の光（例えば、緑色光）に変換することができる。発光デバイス５７０ｃによって生成された光（例えば、青色光）は、ナノ多孔質構造５６１ｃを通過することができる。
【0111】
いくつかの実施形態では、半導体デバイス５５５は、図１Ｄに関連して記載されたような保護構造１５５をさらに含んでもよい（図５Ｅには図示せず）。保護構造１５５は、ナノ多孔質構造５６１ａ～ｎと発光構造５７０との間に配置されてもよい。
【0112】
図６は、本開示のいくつかの実施形態による発光デバイスを備える半導体デバイスの例６００を示す概略図を示す。図示されるように、半導体デバイス６００は、基板６１０上に設けられた複数のマイクロ半導体デバイス６２０を含むことができる。マイクロ半導体デバイスの各々は、上記で図３Ａ～図４Ｇと併せて記載されたような半導体デバイスであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、基板６１０は、ＧａＮ及び／又は発光構造の任意の他の材料を成長させるための成長基板であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。例えば、第１の基板は、サファイヤ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、石英、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などを含んでもよい。いくつかの実施形態では、基板６１０は、ＣＭＯＳドライバを備えるシリコンウエハを含んでもよい。
【0113】
マイクロ半導体デバイス６２０は、異なる色（例えば、赤色、緑色、青色など）の光を放射することができる。例えば、図６に示されるように、第１のセットのマイクロ半導体デバイス６２０ａは、第１の色の光を放射してもよい（「第１の複数のマイクロ半導体デバイス」とも呼ばれる）。第２のセットのマイクロ半導体デバイス６２０ｂは、第２の色の光を放射してもよい（「第２の複数のマイクロ半導体デバイス」とも呼ばれる）。第３のセットのマイクロ半導体デバイス６２０ｃは、第３の色の光を放射してもよい（「第３の複数のマイクロ半導体デバイス」とも呼ばれる）。いくつかの実施形態では、第１の色、第２の色、及び第３の色は、それぞれ赤色、緑色、及び青色であってもよい。
【0114】
マイクロ半導体デバイス６２０の１つ以上は、本明細書に記載されるような光変換デバイスを含むことができる。例えば、第１の複数のマイクロ半導体デバイスは、第１の発光波長を有する第１のＱＤ（ＱＤに入射した光を赤色光に変換することができるＱＤ）を含むことができる。第２の複数のマイクロ半導体デバイスは、第２の発光波長を有する第２のＱＤ（ＱＤに入射した光を緑色光に変換することができるＱＤ）を含むことができる。第３の複数のマイクロ半導体デバイスは、第３の発光波長を有する第３のＱＤ（ＱＤに入射した光を青色光に変換することができるＱＤ）を含むことができる。第１のＱＤ、第２のＱＤ、及び／又は第３のＱＤは、本明細書に記載されるような１又はそれ以上のナノ多孔質構造に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第３の複数のマイクロ半導体デバイスはＱＤを含まない。
【0115】
マイクロ半導体デバイス６２０ａ、マイクロ半導体デバイス６２０ｂ、及びマイクロ半導体デバイス６２０ｃは、画素を形成することができる。したがって、マイクロ半導体デバイス６２０は複数の画素に対応する。画素の各々は、第１の色の光を放射するマイクロ半導体デバイス６２０ａ、第２の色の光を放射するマイクロ半導体デバイス６２０ｂ、及び第３の色の光を放射するマイクロ半導体デバイス６２０ｃを含むことができる。一例として、マイクロ半導体デバイス６２０ａは、図５Ｂ～図５Ｅに関連して記載されたような発光デバイス５７０ａ及びナノ多孔質構造５６３ａを含んでもよい。マイクロ半導体デバイス６２０ｂは、図５Ｂ～図５Ｅに関連して記載されたような発光デバイス５７０ｂ及びナノ多孔質構造５６３ｂを含んでもよい。マイクロ半導体デバイス６２０ｃは、図５Ｂ～図５Ｅに関連して記載されたような発光デバイス５７０ｃ及びナノ多孔質構造５６３ｃを含んでもよい。
【0116】
図７は、本開示のいくつかの実施形態によるディスプレイデバイスの例７００を示す概略図を示す。ディスプレイデバイス７００は、携帯電話、ラップトップ、デスクトップ、タブレットコンピュータデバイス、ウェアラブルコンピューティングデバイス（例えば、腕時計、眼鏡、ヘッドマウントディスプレイ、仮想現実ヘッドセット、活動量計、衣服など）、テレビなどのような、任意の適切なコンピューティングデバイスに組み込むことができる。ディスプレイデバイス７００は、本明細書に記載されるような１又はそれ以上の光変換デバイスを含むことができる。ディスプレイデバイスは、任意の適切なサイズであり得る。
【0117】
図示されるように、ディスプレイデバイス７００は、基板７１０を含むことができる。基板７１０は、マイクロ半導体デバイスを支持するための任意の適切な構成要素、及び／又はディスプレイデバイス７００の任意の他の適切な構成要素を含むことができる。一実装形態では、基板７１０は、ドライバ回路（例えば、１又はそれ以上のＣＭＯＳドライバ、ＴＦＴなど）を備えてもよい。別の実装形態では、第２の基板はドライバ回路を備えていない。基板７１０は、基板７１０上に設けられたマイクロ半導体デバイスの１つ以上を接続するための複数の導電線（例えば、導電線の行及び／又は列）を含むことができる。
【0118】
ディスプレイデバイス７００は、基板７１０上に形成されたマイクロ半導体デバイス７２０を含むことができる。マイクロ半導体デバイス７２０は、上記で図６に関連して記載されたようなマイクロ半導体デバイス６２０を含むことができる。例えば、マイクロ半導体デバイス６２０は、ディスプレイデバイス７００を形成するために、基板６１０から基板７１０に移送されてもよい。マイクロ半導体デバイスを移送することは、マイクロ半導体デバイスと第１の基板とを（例えば、静電移送ヘッドのアレイを使用してマイクロ半導体デバイスをピックアップすること、レーザビームを使用して複数のマイクロ半導体デバイスを照射することなどによって）分離することを含んでもよい。次いで、マイクロ半導体デバイスが基板７１０上に形成され得る。上述のように、マイクロ半導体デバイス６２０は、第１の基板上に、赤色マイクロ半導体デバイス、緑色マイクロ半導体デバイス、及び青色マイクロ半導体の画素を形成することができる。画素は、ディスプレイデバイス７００の画素に対応することができる。したがって、マイクロ半導体デバイス６２０は、基板７１０上に移送されるためにダイシング又はソートされる必要がない。いくつかの実施形態では、マイクロ半導体デバイス及びドライバ回路は、基板６１０から基板７１０に一緒に移送されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ半導体デバイスの物質移動は、ディスプレイデバイス７００を形成するために反復的に実行されてもよい。例えば、複数のセットのマイクロ半導体デバイス６２０が、上述のような複数の基板６１０上に形成されてもよく、次いでディスプレイのディスプレイ基板に並行して、連続して、又は任意の他の適切な方法で移送されてもよい。
【0119】
半導体デバイス６２０は、図６及び図７では特定の方法で配置されているが、これは単なる例示である。半導体デバイス６２０は、ディスプレイデバイスの画素を形成するために、任意の適切な方法で配置することができる。例えば、２つの半導体デバイス６２０ｂは、いくつかの実施形態では、半導体デバイス６２０ａと半導体デバイス６２０ｃとの間に配置されてもよい。別の例として、半導体デバイス６２０の異なる行に位置する半導体デバイス（例えば、半導体デバイス６２０の１行目の半導体デバイス６２０ａ並びに２行目の半導体デバイス６２０ｂ及び６２０ｃ）は、ディスプレイデバイスの赤色、緑色、及び青色画素を形成することができる。
【0120】
図８を参照すると、本開示のいくつかの実施形態による光変換デバイスを製造するため例示的な構造及びプロセスが示されている。図示されるように、固体材料８２０が成長テンプレート８１０上に（例えば、成長テンプレート８１０の表面８１１上に）提供されてもよい。固体材料の例は、半導体材料（Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮなど）、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、固体材料８２０はＧａＮを含むことができる。いくつかの実施形態では、固体材料８２０は、不純物がドープされていない半導体材料の１又はそれ以上の層、特定の不純物がドープされた半導体の１又はそれ以上の層など、適切な半導体材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を含むことができる。例えば、固体材料８２０は、非ドープＧａＮの１又はそれ以上の層を含んでもよい。別の例として、固体材料８２０は、ｎドープＧａＮの層など、特定の導電型不純物がドープされたＧａＮ又は任意の他の適切な材料を含んでもよい。より具体的な例として、固体材料８２０は、第１の非ドープＧａＮ層、第１の非ドープＧａＮ層上に政調した１又はそれ以上のｎドープＧａＮ層、及び第２の非ドープＧａＮ層を含んでもよい。
【0121】
成長テンプレート８１０は、固体材料８２０を形成するための任意の適切な材料を含むことができる。例えば、固体材料８２０はＧａＮを含んでもよい。成長テンプレート８１０は、サファイヤ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、石英、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び／又はＧａＮを成長させるための任意の他の適切な材料を含むことができる。
【0122】
いくつかの実施形態では、成長テンプレート８１０は、１又はそれ以上の電子伝導性材料（「導電性材料」とも呼ばれる）を含んでもよい。例えば、成長テンプレート８１０は、ケイ素、ＳｉＣ、ＡｌＮなどのような１又はそれ以上の半導体材料を含むことができる。別の例として、半導体材料は金属を含んでもよい。
【0123】
固体材料８２０は、１又はそれ以上の電気化学（ＥＣ）エッチングプロセスを使用して、ナノ多孔質構造を形成するように処理することができる。例えば、固体材料８２０は、ナノ多孔質材料を含むナノ多孔質構造（例えば、上述のような多孔質構造１２０）を形成するためにエッチングすることができる。次いで、ナノ多孔質構造内にＱＤを配置することができる。ＥＣエッチングプロセス中、導電性の成長テンプレート８１０もエッチングすることができる。これは、ナノ多孔質構造の形成に影響を及ぼす可能性がある。ＥＣエッチングプロセス中に成長テンプレート８１０がエッチングされるのを防止するために、成長テンプレート８１０の１又はそれ以上の部分に保護層８３０を形成してもよい。保護層８３０は、エッチングプロセス中にエッチング液が成長テンプレートに接触するのを防止することができる。一例として、図８に示されるように、半導体デバイス８００は、成長テンプレート８１０の表面８１３、８１５、及び／又は８１７を覆う保護層８３０を含んでもよい。表面８１３及び８１１は、成長テンプレート８１０の対向する面を表すことができる。表面８１５及び８１７は、成長テンプレート８１０の面に対応することができる。一実装形態では、図８に示されるように、保護層８３０は固体材料８２０の１又はそれ以上の部分を覆う。別の実装形態では、保護層８３０は固体材料８２０を覆わない。
【0124】
成長テンプレート８１０上に保護層８３０を形成することは、エッチング液が成長テンプレートに接触するのを防止し、及び／又は成長テンプレート８１０がエッチングプロセス中にエッチングされるのを防止することができる、エポキシ、接着剤、ワックスなどのような１又はそれ以上の適切な材料を堆積することを含むことができる。
【0125】
いくつかの実施形態では、保護層８３０は、ＥＣエッチングプロセスを修了した後に除去されてもよい。例えば、保護層は、化学的方法を使用して（例えば、アセトン又は任意の他の適切な化学物質中で半導体デバイス８００を洗浄することによって）除去することができる。別の例として、保護層は、保護層８２０及び／又は半導体デバイス８００を加熱することによって除去してもよい。
【0126】
図９を参照すると、本開示のいくつかの実施形態による多孔質構造を形成するための例示的なプロセスが示されている。図示されるように、半導体デバイス８００は、電解質９０５（例えば、シュウ酸、ＫＯＨ、ＨＣＬなど）に曝されてもよい。電極９１０が電解質に浸漬されてもよい。半導体デバイス８００及び電極９１０は、回路を形成するために、それぞれ電源９２０の第１の端子及び第２の端子に接続されてもよい。電源は、図１Ａ～図１Ｄに関連して記載されたような多孔質構造を形成するために固体材料８２０を電気化学的にエッチングするように、回路に通電することができる。例えば、複数の細孔が、固体材料８２０の１又はそれ以上の部分（例えば、ｎ型ドープＧａＮ層）に電気化学的にエッチングされてもよい。細孔の各々は、ナノスケールサイズを有することができる（例えば、１ｎｍから１０００ｎｍ程度又はそれ以上のサイズ）。細孔を形成するために、エッチングプロセスの前に、固体材料８２０の１又はそれ以上の部分にマスク（図示せず）が形成されていてもよい。マスクは、導電性ではない１又はそれ以上の材料を含むことができる。したがって、マスクによって覆われた固体材料８２０の部分はエッチングプロセス中にエッチングされないが、マスクによって覆われていない固体材料８２０の部分はエッチングプロセス中にエッチングされ得る。マスクの寸法及び／又はパターンは、所望の位置に、及び／又は適切な寸法の細孔の形成を容易にするように調整することができる。ナノ多孔質構造の特定の多孔度及び／又は他の特性は、電源によって供給される電圧及び／又は電流を制御することによって、及び／又はｎドープＧａＮのドーピング濃度を制御することによって、達成することができる。ＥＣエッチングプロセスの間、保護層８３０は、電解質との接触から成長テンプレート８１０を保護することができ、したがって、成長テンプレート８１０がエッチングされるのを防止することができる。
【0127】
図１０を参照すると、本開示のいくつかの実施形態による多孔質構造を形成するためのプロセスの例１０００が提供されている。
【0128】
ブロック１０１０において、成長テンプレート上に形成された固体材料を含む半導体デバイスが提供され得る。成長テンプレートは、ケイ素、金属などのような１又はそれ以上の導電性材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、半導体デバイスを提供するステップは、所与の半導体材料の層、特定の導電型不純物を有する半導体材料の層（例えば、半導体材料のｎドープ層）など、半導体材料の１又はそれ以上の層を成長させるステップを含むことができる。半導体材料は、例えば、ＩＩＩ－Ｖ族材料を含んでもよい。一例として、１又はそれ以上の非ドープＧａＮ層が成長テンプレート上で成長してもよい。別の例として、１又はそれ以上のｎドープＧａＮ層が成長テンプレート上で成長してもよい。いくつかの実施形態では、成長テンプレート上に固体材料を提供するステップは、成長テンプレート上に非ドープＧａＮ層を成長させるステップと、非ドープＧａＮ層上に１又はそれ以上のｎドープＧａＮ層を成長させるステップとを含むことができる。いくつかの実施形態では、成長テンプレートは異種基板を含まない。
【0129】
ブロック１０２０において、成長テンプレート上に保護層が形成され得る。保護層は、ＥＣプロセスでのエッチングから成長テンプレートを保護することができる。いくつかの実施形態では、保護層を形成するステップは、成長テンプレートの１又はそれ以上の表面に、ＥＣプロセスでのエッチングから成長テンプレートを保護することができる適切な材料を堆積させるステップを含むことができる。材料の例は、エポキシなどを含むことができる。
【0130】
１０３０において、半導体デバイス内に多孔質構造が形成され得る。多孔質構造は、ナノ多孔質材料を含んでもよい（例えば、上記で図１Ａ～図１Ｃに関連して記載されたようなナノ多孔質構造）。半導体デバイスに多孔質構造を形成するために、半導体デバイス及び／又は固体材料は、いくつかの実施形態では、ＥＣエッチングプロセスを使用して処理することができる。例えば、成長テンプレート及び固体材料を含む半導体デバイスは、電解質に曝されてもよく、上記で図９に関連して記載されたように処理されてもよい。ＥＣエッチングプロセスを使用して半導体デバイスを処理することで、固体材料の１又はそれ以上の部分（例えば、ｎドープＧａＮ又は任意の他の適切な材料の層のうちの１又はそれ以上の層）に複数の細孔を形成することができる。細孔の各々は、ナノスケールサイズであってもよい（例えば、１ｎｍから１０００ｎｍ程度又はそれ以上のサイズ）。成長テンプレートのための保護層の形成後に、固体材料が処理されてもよく、及び／又はナノ多孔質構造が形成されてもよい。
【0131】
ブロック１０４０において、保護層が半導体デバイスから除去され得る。例えば、保護層のエポキシは、半導体デバイスをアセトン中で洗浄することによって除去することができる。保護層は、半導体デバイスの処理及び／又は多孔質構造の形成の後に除去されてもよい。
【0132】
図１１を参照すると、本開示のいくつかの実施形態による光変換デバイスを形成するための方法の例１１００が提供されている。光変換デバイスは、図１Ａ～図１Ｄに関連して記載されたような光変換デバイス１３０及び／又は１５０であってもよく、及び／又はこれらを含んでもよい。
【0133】
ブロック１１１０において、１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含む多孔質構造が提供され得る。１又はそれ以上のナノ多孔質材料は、マトリックス構造及び複数の細孔を含むことができる。細孔の各々は、ナノスケールサイズを有することができる。
【0134】
いくつかの実施形態では、多孔質構造を提供するステップは、多孔質構造を製造するステップを含むことができる。例えば、上記で図１Ａ～図１Ｂに関連して記載されたような１又はそれ以上の動作が実行されてもよい。いくつかの実施形態では、多孔質構造を製造するステップは、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなどのような固体材料を使用して１又はそれ以上のナノ多孔質材料を形成するステップを含むことができる。例えば、固体材料は、固体材料中にナノスケールサイズの細孔を形成するためにエッチングされてもよい。
【0135】
ブロック１１２０において、複数の量子ドットが多孔質構造に配置され得る。量子ドットは、様々な発光波長を有することができ、量子ドットに入射した光を混合色発光の光に変換することができる。例えば、量子ドットは、第１の色の光を第２の色の光及び第３の色の光に変換することができる。別の例として、量子ドットは、第１の色の光を第４の色の光に変換することもできる。いくつかの実施形態では、第２の色、第３の色、及び第４の色は、それぞれ緑色、赤色、及び青色を含むことができる。いくつかの実施形態では、入射光は紫色光を含むことができる。量子ドットは、フォトリソグラフィ法、インクジェット印刷法などを使用して、多孔質構造内に配置することができる。
【0136】
いくつかの実施形態では、多孔質構造内に量子ドットを配置するステップは、多孔質構造の第１の部分（例えば、ナノ多孔質材料内の第１の複数の細孔）の中に第１の複数の量子ドットを配置するステップを含むことができる。第１の複数の量子ドットは、第１の発光波長を有してもよく、第１の色の入射光を第２の色の光に変換することができる。第２の色の光は、第１の発光波長に対応する波長を有することができる。
【0137】
多孔質構造内に量子ドットを配置するステップは、多孔質構造の第２の部分（例えば、ナノ多孔質材料の第２の複数の細孔）の中に第２の複数の量子ドットを配置するステップをさらに含むことができる。第２の複数の量子ドットは、第２の発光波長を有してもよく、入射光を第３の色の光に変換することができる。第３の色の光は、第２の発光波長に対応する波長を有することができる。
【0138】
いくつかの実施形態では、多孔質構造内に量子ドットを配置するステップは、多孔質構造の第３の部分（例えば、ナノ多孔質材料内の第３の複数の細孔）の中に第３の複数の量子ドットを配置するステップをさらに含むことができる。第３の複数の量子ドットは、第３の発光波長を有してもよく、入射光を第４の色の光に変換することができる。第４の色の光は、第３の発光波長に対応する波長を有することができる。
【0139】
ブロック１１３０において、保護構造が形成され得る。保護構造は、ナノ多孔質構造に配置された複数の量子ドットを覆うことができる。いくつかの実施形態では、量子ドットは、第１の発光波長を有する光を、第２の発光波長を有する光及び第３の発光波長を有する光に変換するように構成されている。保護構造は、図１Ｄの保護構造１５５であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0140】
いくつかの実施形態では、保護構造を形成するステップは、ＱＤの酸化、水分、及び／又は他の環境要因を防止することができる材料の１又はそれ以上の層を形成するステップを含み得る。例えば、保護構造を形成するステップは、ブロック１１３１で多孔質構造内に配置された量子ドットの表面を覆う第１の保護層を形成するステップを含んでもよい。第１の保護層は、ＰＤＭＳ、ＰＭＭＡ、エポキシなどのような第１の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の保護層を形成するステップは、ナノ多孔質材料内のＱＤを第１の材料でコーティングするステップを含んでもよい。
【0141】
ＱＤをコーティングするステップは、ナノ多孔質構造をスピンコーティングするステップを含んでもよい。第１の材料は、ナノ多孔質構造及び／又はナノ多孔質材料内を流れることができ、ナノ多孔質構造内に配置されたＱＤの表面を覆うことができる液体であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0142】
保護構造を形成するステップは、ブロック１１３３で第１の保護層上に第２の保護層を形成するステップを含んでもよい。第２の保護層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３などのような第２の材料を含んでもよい。第２の材料は、いくつかの実施形態では、第１の材料とは異なっていてもよい。第２の保護層を形成するステップは、第１の保護層上に第２の材料の層（例えば、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜など）を堆積させるステップを含んでもよい。
【0143】
図１２を参照すると、本開示のいくつかの実施形態による発光デバイスを形成するための方法の例１２００が提供されている。発光デバイスは、図３Ａ～図３Ｅに関連して記載されたような半導体デバイスであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0144】
ブロック１２１０において、発光構造が提供され得る。発光構造は、ＩＩＩ－Ｖ族材料及び／又は任意の他の適切な材料の１又はそれ以上のエピタキシャル層を含むことができる。一例として、発光構造は、ｎドープＧａＮ層を備える第１の半導体層、活性層を備える第２の半導体層、ｐドープＧａＮ層を備える第３の半導体層などを含むことができる。いくつかの実施形態では、発光構造を形成するステップは、成長テンプレート（例えば、サファイヤ基板、ＧａＮ基板など）上に第１の半導体層、第２の半導体層、第３の半導体層などを形成するステップを含むことができる。発光構造は、図３の発光構造３１０であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0145】
いくつかの実施形態では、発光構造は、駆動回路上に形成されてもよい。駆動回路は、個別に制御可能であり得る１又はそれ以上の電気回路（例えば、電気回路のアレイ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、駆動回路は、１又はそれ以上の相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）ドライバを含んでもよい。
【0146】
ブロック１２２０において、光変換デバイスが形成され得る。光変換デバイスは、１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含む多孔質構造内に配置された複数の量子ドットを含むことができる（例えば、上記で図１Ａ～図２Ｂに関連して記載されたような光変換デバイス）。いくつかの実施形態では、光変換デバイスは、第１の半導体層上に形成されてもよい。例えば、成長テンプレートは、第１の半導体層を露出するために（例えば、レーザリフトオフ又は任意の他の適切な技術を使用して）発光構造から除去されてもよい。すると、光変換デバイスが（例えば、ナノ多孔質材料を含む１又はそれ以上の多孔質構造（「ナノ多孔質構造」）を形成し、（１又は複数の）ナノ多孔質構造内にＱＤを配置することによって）第１の半導体層上に形成され得る。一例として、ナノ多孔質構造を形成するステップは、第１の半導体層の１又はそれ以上の部分をエッチングするステップを含んでもよい。別の例として、ナノ多孔質構造を形成するステップは、固体材料をナノ多孔質材料（例えば、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなど）に製造するステップを含んでもよい。上述のように、（１又は複数の）ナノ多孔質構造は、第１の半導体層と直接接触していてもいなくてもよい。
【0147】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスは、成長テンプレート及び／又は発光構造上に形成されてもよい。例えば、ＧａＮの１又はそれ以上のエピタキシャル層が成長テンプレート上で成長してもよい。次いで、ＧａＮのエピタキシャル層をエッチングすることによってナノ多孔質構造が形成され得る。別の例として、ナノ多孔質構造を形成するステップは、固体材料をナノ多孔質材料（例えば、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、ポリマーなど）に製造するステップを含んでもよい。ナノ多孔質構造は、成長テンプレートと直接接触していてもいなくてもよい。
【0148】
ブロック１２３０において、第１のオーミック接触（例えば、ｎパッド）及び第２のオーミック接触（例えば、ｐパッド）が発光構造上に形成されてもよい。一実装形態では、第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触は、発光構造の同じ面に堆積されてもよい。このような実装形態では、光変換デバイス及び第１のオーミック接触は、発光構造の対向する面に堆積されてもよい。別の実装形態では、第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触は、発光構造の対向する面に堆積されてもよい。このような実装形態では、第１のオーミック接触及び光変換デバイスは、発光構造の同じ面に堆積されてもよい。
【0149】
図１３を参照すると、本開示のいくつかの実施形態による複数の発光デバイスを含む半導体デバイスを製造するための方法の例１３００が提供されている。
【0150】
ブロック１３１０において、光変換デバイスが提供され得る。光変換デバイスは、埋め込み量子ドットを有する１又はそれ以上の多孔質構造を含むことができる。光変換デバイスは、上記で図１Ｃ～図１Ｄに関連して記載されたような光変換デバイス１３０及び／又は１５０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光変換デバイスの第１の部分は、第１のナノ多孔質構造を通過する光を第１の色の光に変換することができる第１の量子ドットが埋め込まれた第１のナノ多孔質構造を含むことができる。光変換デバイスの第２の部分は、第２のナノ多孔質構造を通過する光を第２の色の光に変換することができる第２の量子ドットが埋め込まれた第２のナノ多孔質構造を含むことができる。光変換デバイスの３の部分は、第３のナノ多孔質構造を含むことができる。一実装形態では、第３のナノ多孔質構造は量子ドットを含まない。別の実装形態では、第３のナノ多孔質構造は、第３のナノ多孔質構造を通過する光を第３の色の光に変換することができる量子ドットを含む。いくつかの実施形態では、第１の色、第２の色、及び第３の色は、それぞれ赤色、緑色、及び青色であってもよい。
【0151】
いくつかの実施形態では、光変換デバイスを提供するステップは、ブロック１３１１～１３１９に示された１又はそれ以上の動作を実行するステップを含むことができる。
【0152】
ブロック１３１１では、複数の細孔を備える多孔質構造が提供され得る。細孔の各々は、ナノスケールサイズを有することができる。多孔質構造は、例えば、図１Ｂに関連して記載されたような多孔質構造１２０であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、多孔質構造を提供するステップは、図１１のブロック１１１０に関連して記載されたような固体材料を使用して多孔質構造を製造するステップを含むことができる。
【0153】
ブロック１３１３において、複数のナノ多孔質構造が形成され得る。ナノ多孔質構造の各々は、光変換デバイスの一部に対応することができる。例えば、ナノ多孔質構造は、１又はそれ以上のトレンチ、又は多孔質構造を複数の部分に分割することができる任意の他の適切な構造を形成することによって、形成されてもよい。２つの隣接するナノ多孔質構造は、トレンチの１つによって分離されてもよい。トレンチは、例えば、多孔質構造をエッチングすることによって形成され得る。トレンチの位置及び／又は寸法は、光変換デバイスに取り付けられる発光デバイスの位置及び／又は寸法に対応することができる。
【0154】
ブロック１３１５において、ナノ多孔質構造を横切る光クロストークを遮断するための１又はそれ以上の構造が形成され得る。例えば、トレンチの１又はそれ以上の側壁は、金属材料でコーティングされてもよい。金属材料は、例えば、アルミニウム、ニッケル、及び／又は任意の他の適切な金属を含むことができる。金属材料は、電子ビームリソグラフィ技術又は任意の他の適切な技術を使用してコーティングすることができる。
【0155】
ブロック１３１７において、量子ドットは、ナノ多孔質構造の１つ以上に配置され得る。例えば、第１の量子ドット及び第２の量子ドットは、それぞれ第１のナノ多孔質構造及び第２のナノ多孔質構造に配置され得る。量子ドットは、フォトリソグラフィ法、インクジェット印刷法などを使用して配置することができる。
【0156】
ブロック１３１９において、量子ドットの１つ以上を覆う保護構造が形成され得る。保護構造は、図１Ｄの保護構造１５５であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、保護構造は、上記の図１１のブロック１１３０に関連して記載された１又はそれ以上の動作を実行することによって形成され得る。
【0157】
ブロック１３２０において、１又はそれ以上の発光デバイスを備える発光構造が提供され得る。いくつかの実施形態では、発光構造は、光を生成することができる複数の発光デバイス（例えば、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、第３の発光デバイスなど）を含むことができる。発光デバイスの各々は、第１のオーミック接触及び第２のオーミック接触を含むことができる。発光デバイスの１つ以上は、いくつかの実施形態の発光ダイオードであってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、発光デバイスの１つ以上は、本明細書に記載されるようなフリップチップ構造ＬＥＤを含んでもよい。
【0158】
発光構造内の発光デバイスは、光変換デバイス内の非多孔質構造に対応し得る。例えば、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び第３の発光デバイスは、それぞれ第１のナノ多孔質構造、第２のナノ多孔質構造、及び第３のナノ多孔質構造に対応し得る。第１の発光デバイスによって生成された光は、第１のナノ多孔質構造を通過することができ、第１のナノ多孔質構造内に配置された第１の量子ドットによって第１の色の光に変換され得る。第２の発光デバイスによって生成された光は、第２のナノ多孔質構造を通過することができ、第２のナノ多孔質構造内に配置された第２の量子ドットによって第２の色の光に変換され得る。第３の発光デバイスによって生成された光は、第３のナノ多孔質構造を通過することができる。いくつかの実施形態では、第３のナノ多孔質構造は量子ドットを含まない。
【0159】
ブロック１３３０において、発光構造は、光変換デバイスに取り付けられてもよい。発光デバイスを光変換デバイスに取り付けるステップは、発光構造を発光構造の基板に実装するステップを含んでもよい。発光デバイスは、１又はそれ以上のフリップチップアセンブリ技術を使用して光変換デバイスに取り付けられてもよい。
【0160】
図１４を参照すると、本開示のいくつかの実施形態によるディスプレイデバイスを製造するための方法の例１４００が提供されている。
【0161】
ブロック１４１０において、複数のマイクロ半導体デバイスが第１の基板上に提供されてもよい。例えば、図６の半導体デバイス６２０が、図６の基板６１０上に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の基板は、ＧａＮ及び／又は発光構造の任意の他の材料を成長させるための成長基板であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。例えば、第１の基板は、サファイヤ、ＳｉＣ、Ｓｉ、石英、ＧａＡｓ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ＧａＮなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の基板は、ＣＭＯＳドライバを備えるシリコンウエハを含んでもよい。
【0162】
複数のマイクロ半導体デバイスは、異なる色（例えば、赤色、緑色、青色など）の光を放射することができる。例えば、第１の複数のマイクロ半導体デバイスは、第１の色の光を放射することができる（例えば、図６のマイクロ半導体デバイス６２０ａ）。第２の複数のマイクロ半導体デバイスは、第２の色の光を放射することができる（例えば、図６のマイクロ半導体デバイス６２０ｂ）。第３の複数のマイクロ半導体デバイスは、第３の色の光を放射することができる（例えば、図６のマイクロ半導体デバイス６２０ｃ）。いくつかの実施形態では、第１の色、第２の色、及び第３の色は、それぞれ赤色、緑色、及び青色であってもよい。
【0163】
マイクロ半導体デバイスの１つ以上は、本明細書に記載されるような光変換デバイスを含むことができる。例えば、第１の複数のマイクロ半導体デバイスは、第１の発光波長を有する第１のＱＤ（入射光を赤色光に変換することができるＱＤ）を含むことができる。第２の複数のマイクロ半導体デバイスは、第２の発光波長を有する第２のＱＤ（入射光を緑色光に変換することができるＱＤ）を含むことができる。第３の複数のマイクロ半導体デバイスは、第３の発光波長を有する第３のＱＤ（入射光を青色光に変換することができるＱＤ）を含むことができる。第１のＱＤ、第２のＱＤ、及び／又は第３のＱＤは、本明細書に記載されるような１又はそれ以上のナノ多孔質構造に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第３の複数のマイクロ半導体デバイスはＱＤを含まない。
【0164】
いくつかの実施形態では、マイクロ半導体デバイスは、駆動回路上に提供されてもよい。例えば、マイクロ半導体デバイスは、駆動回路に実装されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ半導体デバイスは、金属接合プロセス（例えば、インジウム金属ボンディング）を通じて駆動回路に実装されてもよい。いくつかの実施形態では、駆動回路上にマイクロ半導体デバイスを提供するために、マイクロ半導体デバイスを備えるウエハが駆動回路を備えるウエハ（例えば、Ｓｉ ＣＭＯＳドライバウエハ）に実装されてもよい。
【0165】
ブロック１４２０において、複数のマイクロ半導体デバイスが第１の基板から第２の基板に移送され得る。いくつかの実施形態では、第２の基板は、ディスプレイのディスプレイモジュールの一部であってもよい。一実装形態では、第２の基板は、ドライバ回路（例えば、１又はそれ以上のＣＭＯＳドライバ、ＴＦＴなど）を備えてもよい。別の実装形態では、第２の基板はドライバ回路を備えていない。第２の基板は、複数の導電線（例えば、導電線の行及び／又は列）を備えてもよい。一例として、第２の基板は、図７の基板７１０であってもよく、及び／又はこれを含んでもよい。
【0166】
いくつかの実施形態では、マイクロ半導体デバイスを第１の基板から第２の基板に移送するステップは、複数のマイクロ半導体デバイスを第１の基板から第２の基板に選択的に移送するステップを含んでもよい。例えば、第２の基板に移送される前に、マイクロ半導体デバイスの１つ以上を検査及び／又は選択することができる。検査及び／又は選択は、第２の基板に移送される１又はそれ以上のマイクロ半導体デバイスの１又はそれ以上の特徴を定義する仕様に基づいて行うことができる。特徴の例は、マイクロ半導体デバイスの所定の発光波長、マイクロ半導体デバイスの所定の出力電流、仕様を満たすマイクロ半導体デバイスの所定の割合などを含むことができる。
【0167】
マイクロ半導体デバイスを移送することは、マイクロ半導体デバイスと第１の基板とをブロック１４２１で（例えば、静電移送ヘッドのアレイを使用してマイクロ半導体デバイスをピックアップすること、レーザビームを使用して複数のマイクロ半導体デバイスを照射することなどによって）分離することを含んでもよい。次いで、ブロック１４２３で、マイクロ半導体デバイスが第２の基板上に実装され得る。
【0168】
プロセス１４００は、ディスプレイを製造するために反復的に実行されてもよい。例えば、マイクロ半導体デバイスが、上述のような複数の基板６１０上に形成されてもよく、次いでディスプレイのディスプレイ基板に並行して、連続して、又は任意の他の適切な方法で移送されてもよい。
【0169】
説明を簡単にするために、本開示の方法は、一連の動作として図示及び説明されている。しかしながら、本開示による動作は、様々な順序で及び／又は同時に、並びに本明細書に提示及び記載されていない他の動作とともに行うことができる。さらに、開示された主題による方法を実施するために、図示される動作のすべてが必要とされるわけではない。加えて、当業者は、代わりに状態図又は事象を介して一連の相互関連状態として方法を表すことができることを理解及び認識するであろう。加えて、このような方法をコンピューティングデバイスに輸送及び移送することを容易にするために、本明細書に開示される方法を製品に記憶させることが可能であることを理解すべきである。
【0170】
以下の例は、本開示の１又はそれ以上の態様による様々な実装形態を示す。
【0171】
実施例１は、発光構造上に形成された多孔質構造であって、多孔質構造は１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含む、多孔質構造と、多孔質構造内に配置された複数の量子ドットと、第１のオーミック接触と、第２のオーミック接触とを備える半導体デバイスである。
【0172】
実施例２は、第２のオーミック接触及び多孔質構造が発光構造の対向する面に設けられている、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0173】
実施例３は、第１のオーミック接触及び多孔質構造が発光構造の同じ面に形成されている、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0174】
実施例４は、第１のオーミック接触及び多孔質構造が発光構造の対向する面に設けられている、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0175】
実施例５は、多孔質構造が発光構造と直接接触していない、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0176】
実施例６は、半導体デバイスが、発光構造と多孔質構造との間に配置された支持層をさらに備え、支持層がＡｌ２Ｏ３を備える、実施例５の半導体デバイスを含む。
【0177】
実施例７は、多孔質構造及び発光構造が空間によって分離されている、実施例５の半導体デバイスを含む。
【0178】
実施例８は、半導体デバイスの側壁が反射材料でコーティングされている、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0179】
実施例９は、複数の量子ドットが、第１の発光波長を有する１又はそれ以上の第１の量子ドット及び第２の発光波長を有する１又はそれ以上の第２の量子ドットを備える、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0180】
実施例１０は、複数の量子ドットが、第３の発光波長を有する１又はそれ以上の第３の量子ドットをさらに備える、実施例９の半導体デバイスを含む。
【0181】
実施例１１は、１又はそれ以上のナノ多孔質材料が、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、又はポリマーのうちの少なくとも１つを含む、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0182】
実施例１２は、発光構造がＧａＮの１又はそれ以上のエピタキシャル層を備える、実施例１の半導体デバイスを含む。
【0183】
実施例１３は、半導体デバイスを製造するための方法であって、発光構造上に、発光構造によって生成された光を複数の色の光に変換する光変換デバイスを形成するステップであって、光変換デバイスを形成するステップは、発光構造上に、１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含む多孔質構造を形成するステップを含む、ステップと、多孔質構造内に複数の量子ドットを配置するステップとを含む方法である。
【0184】
実施例１４は、発光構造が、成長テンプレートと、ｎドープＧａＮ層を備える半導体層とを備える、実施例１３の方法を含む。
【0185】
実施例１５は、発光構造の半導体層を露出するために発光構造の成長テンプレートを除去するステップをさらに含み、発光構造上に多孔質構造を形成するステップは、半導体層の少なくとも一部をエッチングするステップを含む、実施例１４の方法を含む。
【0186】
実施例１６は、発光構造上に多孔質構造を形成するステップが、半導体層上に光変換デバイスを形成するステップを含む、実施例１５の方法を含む。
【0187】
実施例１７は、成長テンプレート上に多孔質構造を形成するステップをさらに含む、実施例１４の方法を含む。
【0188】
実施例１８は、多孔質構造内に複数の量子ドットを配置するステップが、第１の発光波長を有する１又はそれ以上の第１の量子ドット及び第２の発光波長を有する１又はそれ以上の第２の量子ドットを配置するステップを含む、実施例１３の方法を含む。
【0189】
実施例１９は、多孔質構造内に複数の量子ドットを配置するステップが、第３の発光波長を有する１又はそれ以上の第３の量子ドットを配置するステップを含む、実施例１８の方法を含む。
【0190】
実施例２０は、複数の量子ドットが、フォトリソグラフィ法又はインクジェット印刷法のうちの少なくとも１つを使用して多孔質構造内に配置される、実施例１３の方法を含む。
【0191】
実施例２１は、多孔質構造が発光構造と直接接触していない、実施例１３の方法を含む。
【0192】
実施例２２は、多孔質構造及び発光構造が空間によって分離されている、実施例２１の方法を含む。
【0193】
実施例２３は、半導体デバイスの側壁を反射材料でコーティングするステップをさらに含む、実施例１３の方法を含む。
【0194】
実施例２４は、第１の基板上に複数のマイクロ半導体デバイスを配置するステップであって、複数のマイクロ半導体デバイスは、第１の色の光を放射するための第１の複数のマイクロ半導体デバイスと、第２の色の光を放射するための第２の複数のマイクロ半導体デバイスと、第３の色の光を放射するための第３の複数のマイクロ半導体デバイスとを備える、ステップと、複数のマイクロ半導体デバイスを第１の基板から第２の基板上に移送するステップとを含む方法である。
【0195】
実施例２５は、第１の複数のマイクロ半導体デバイスが、１又はそれ以上の第１のナノ多孔質構造内に配置された第１の複数の量子ドットを備える、実施例２４の方法を含む。
【0196】
実施例２６は、第２の複数のマイクロ半導体デバイスが、１又はそれ以上の第２のナノ多孔質構造内に配置された第２の複数の量子ドットを備える、実施例２５の方法を含む。
【0197】
実施例２７は、第３の複数のマイクロ半導体デバイスが、１又はそれ以上の第３のナノ多孔質構造内に配置された第３の複数の量子ドットを備える、実施例２６の方法を含む。
【0198】
実施例２８は、第２の基板がディスプレイ基板を備え、第１の複数のマイクロ半導体デバイスの第１の画素、第２の複数のマイクロ半導体デバイスの第２の画素、及び第３の複数のマイクロ半導体デバイスの第３の画素がディスプレイの画素を形成する、実施例２４の方法を含む。
【0199】
実施例２９は、第１の色が赤色であり、第２の色が緑色であり、第３の色が青色である、実施例２４の方法を含む。
【0200】
実施例３０は、第１の基板上に複数のマイクロ半導体デバイスを形成するステップが、ドライバ回路上に複数のマイクロ半導体デバイスを形成するステップを含む、実施例２４の方法を含む。
【0201】
実施例３１は、ライバ回路が相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）ドライバを備える、実施例３０の方法を含む。
【0202】
実施例３２は、複数のマイクロ半導体デバイス及び第１の基板を分離するステップをさらに含む、実施例２４の方法を含む。
【0203】
実施例３３は、複数のマイクロ半導体デバイスを分離するステップが、静電移送ヘッドのアレイを使用して複数の半導体デバイスをピックアップするステップを含む、実施例３２の方法を含む。
【0204】
実施例３４は、複数のマイクロ半導体デバイスを分離するステップが、レーザビームを使用して複数のマイクロ半導体デバイスを照射するステップを含む、実施例３２の方法を含む。
【0205】
実施例３５は、第１の色の第１の光を放射するための第１の複数のマイクロ半導体デバイス、第２の色の第２の光を放射するための第２の複数のマイクロ半導体デバイス、及び第３の色の第３の光を放射するための第３の複数のマイクロ半導体デバイスを備えるディスプレイであって、第１の複数のマイクロ半導体デバイスは１又はそれ以上の第１のナノ多孔質構造内に配置された第１の複数の量子ドットを備え、第２の複数のマイクロ半導体デバイスは１又はそれ以上の第２のナノ多孔質構造内に配置された第２の複数の量子ドットを備える、ディスプレイである。
【0206】
実施例３６は、第３の複数のマイクロ半導体デバイスが、１又はそれ以上の第３のナノ多孔質構造内に配置された第３の複数の量子ドットを備える、実施例３５のディスプレイを含む。
【0207】
実施例３７は、発光構造上に形成された多孔質構造であって、多孔質構造は１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含む、多孔質構造と、多孔質構造内に配置された複数の量子ドットと、多孔質構造と発光構造との間に配置された散乱媒体とを備える、半導体デバイスである。
【0208】
実施例３８は、散乱媒体が、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ポリマー、又はキセロゲルのうちの少なくとも１つを含む、実施例３７の半導体デバイスを含む。
【0209】
実施例３９は、散乱媒体が、発光構造によって生成された光の少なくとも一部の散乱を引き起こすように構成されている、実施例３７の半導体デバイスを含む。
【0210】
実施例４０は、散乱媒体が発光構造の第１の表面上に形成され、多孔質構造が散乱媒体の第２の表面上に形成され、散乱媒体の第２の表面が発光構造の第１の表面よりも大きい、実施例３８の半導体デバイスを含む。
【0211】
実施例４１は、１又はそれ以上のナノ多孔質材料を含むナノ多孔質構造内に配置された複数の量子ドットを備える光変換デバイスを提供するステップと、１又はそれ以上の発光デバイスを備える発光構造を提供するステップと、光変換デバイスを発光構造に取り付けるステップとを含む方法である。
【0212】
実施例４２は、光変換デバイスを発光構造に取り付けるステップが、ナノ多孔質構造及び発光構造の基板を接合するステップを含む、実施例４１の方法を含む。
【0213】
実施例４３は、光変換デバイスを提供するステップが、固体材料を使用してナノ多孔質構造を形成するステップと、ナノ多孔質構造内に量子ドットを配置するステップとを含む、実施例４１の方法を含む。
【0214】
実施例４４は、固体材料が、半導体材料、ガラス、プラスチック、金属、又はポリマーのうちの少なくとも１つを含む、実施例４３の方法を含む。
【0215】
「およそ」、「約」、及び「実施素敵に」という用語は、いくつかの実施形態では目標寸法の±２０％以内、いくつかの実施形態では目標寸法の±１０％以内、いくつかの実施形態では目標寸法の±５％以内、及びいくつかの実施形態ではさらに±２％以内、を意味するために使用することができる。「およそ」及び「約」という用語は、目標寸法を含むことができる。
【0216】
前述の説明では、多くの詳細が明らかにされている。しかしながら、これらの具体的な詳細なしに本開示を実践できることは明らかであろう。いくつかの事例では、本開示を曖昧にすることを回避するために、周知の構造及びデバイスが、詳細にではなくブロック図の形態で示されている。
【0217】
本明細書で使用される「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などの用語は、異なる要素の間で区別するためのラベルを意味し、必ず子のその数値指定による順序の意味を有するものではない。
【0218】
「例」又は「例示的」という単語は、本明細書では、１つの例、事例、又は例示として役立つことを意味するように使用される。本明細書で「例」又は「例示的」として記載される任意の態様又は設計は、他の態様又は設計よりも好ましい、又は有利であると解釈されるべきではない。むしろ、「例」又は「例示的」という単語の使用は、概念を具体的に提示することを意図している。本出願で使用される際に、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく包括的な「又は」を意味するように意図される。すなわち、別途指定されるか又は文脈から明らかでない限り、「ＸはＡ又はＢを含む」とは、自然な包括的置換のいずれかを意味するように意図される。すなわち、ＸがＡを含むか、ＸがＢを含むか、又はＸがＡ及びＢの両方を含む場合には、前述の事例のいずれかの下で「ＸはＡ又はＢを含む」が満たされる。加えて、本出願及び添付の請求項で使用される冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、別途指定されるか又は単数形を対象とするように文脈から明らかでない限り、一般的に「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである。本明細書全体を通じて「実装形態（ａｎ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」又は「一実装形態（ｏｎｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」への言及は、その実装形態に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実装形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通じた様々な場所における「実装形態」又は「一実装形態」という語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実装形態を指すとは限らない。
【0219】
本明細書で使用される際に、要素又は層が別の要素又は層の「上」にあると言及されるとき、その要素又は層は別の要素又は層の上に直接あってもよく、又は介在する要素又は層が存在してもよい。これに対して、要素又は層が別の要素又は層の「直接上」にあると言及されるとき、介在する要素又は層は存在しない。
【0220】
前述の説明を読んだ後、確実に本開示の多くの変形例及び修正例が当業者にとって明らかとなるが、例示によって図示及び説明されたいずれの特定の実施形態も、決して限定的であると見なされるように意図されないことを理解すべきである。したがって、様々な実施形態の詳細の参照は、請求項の範囲を限定することを意図するものではなく、これ自体が本開に関するこれらの特徴のみを列挙している。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】