TW202247456A - 發光元件、包括其的顯示裝置及半導體結構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種發光元件，包括一第一半導體層、一第二半導體層、一發光層、一絕緣膜。第一半導體層摻雜n型摻雜子，第二半導體層摻雜p型摻雜子，發光層設置在該第一半導體層和該第二半導體層之間，絕緣膜圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層。該第一半導體層的摻雜濃度在一預定範圍內。本發明提供了一種顯示裝置包括該發光元件。

Description

發光元件、包括其的顯示裝置及半導體結構
本發明涉及一種發光元件、包括該發光元件的顯示裝置以及半導體結構。
隨著多媒體的不斷發展，顯示裝置變得越來越重要。因此，正在開發和使用各種類型的顯示裝置，例如：有機發光顯示器和液晶顯示器。
在顯示裝置中，存在一種可以包含發光元件的自發光顯示裝置，自發光顯示裝置可以是包括有機材料作為用於發光元件的發光材料的有機發光顯示器，或者可以是包括無機材料作為用於發光元件的發光材料的無機發光顯示器。
應當理解，該技術部分的背景部分旨在為理解該技術提供有用的背景。然而，該技術部分的該背景還可以包括在本說明書公開的主題的相應有效申請日期之前不屬於本發明所屬領域中具有通常知識者已知或理解的內容的一部分的想法、概念或認知。
本揭露的多個方面提供了一種包括具有一特定範圍的摻雜濃度指數的半導體層的發光元件以及包括該發光元件的顯示裝置。
本揭露的多個方面還提供了一種發光元件和半導體結構，其包括具有一特定範圍的摻雜濃度和一摻雜濃度分佈的半導體層。
然而，本揭露的方面不限於本說明書所闡述的那些。通過參考下面給出的本揭露的詳細描述，本揭露的上述和其他方面對於本發明所屬領域中具有通常知識者將變得更加清楚。
根據一實施例的一發光元件包括具有一半導體層，其摻雜濃度指數數值等於或大於一實施例的一數值，以具有大的偶極矩。
根據一實施例的一顯示裝置包括上述發光元件。因此，可以增加正向取向發光元件的比例，並且可以增加發光效率和製造良率。
根據本發明的一個實施例，一種發光元件，其可包括：一第一半導體層，摻雜一n型摻雜子；一第二半導體層，摻雜一p型摻雜子；一發光層，設置在該第一半導體層與該第二半導體層之間；及一絕緣膜，圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層，其中由等式1表示的第一半導體層的一摻雜濃度指數可以等於或大於約2.5*10 11atoms/cm： [等式 1] IDC(摻雜濃度指數)=
Figure 02_image001
在等式1中，l 0可以為該第一半導體層與該發光層的一界面的位置，l可以是該第一半導體層與該發光層的該界面相對的一端面的位置，x可以是從l 0到l的距離，以及n(x) 可以是根據該第一半導體層的一x值的一摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一半導體層的該摻雜濃度指數可以等於或大於約4*10 11atoms/cm。
在一實施例中，該第一半導體層可包括：一第一摻雜區；以及一第二摻雜區，具有比該第一摻雜區更高的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區的一長度可以不同於該第二摻雜區的一長度；以及該第一摻雜區可以與該發光層接觸。
在一實施例中，該第一半導體層可以包括：一第一摻雜區，與該發光層接觸，一第二摻雜區，與該第一摻雜區接觸，並且該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以不同於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及一第三摻雜區，與第二摻雜區接觸，並且該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以不同於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區可以比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更長，以及該第二摻雜區可以比該第三摻雜區更短。
在一實施例中，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以大於該第二摻雜區和該第三摻雜區中每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以大於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區可以比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更短，以及該第二摻雜區可以比該第三摻雜區更長。
在一實施例中，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以小於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以小於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以大於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以與該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度相同。
根據本揭露的一實施例，一種顯示裝置，其可包括：一第一電極和一第二電極，設置在一基板上並且彼此間隔開；一第一絕緣層，設置在該第一電極及該第二電極上；複數個發光元件，設置在該第一絕緣層上且設置在該第一電極與該第二電極上；一第一連接電極，與每一該複數個發光元件的一端接觸；以及一第二連接電​​極，與每一該複數個發光元件的另一端接觸，其中每一該複數個發光元件可包括：一第一半導體層，摻雜一n型摻雜子；一第二半導體層，摻雜一p型摻雜子；一發光層，設置在該第一半導體層與該第二半導體層之間；以及一絕緣膜，圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層，由等式1表示的第一半導體層的一摻雜濃度指數可以等於或大於約2.5*10 11atoms/cm或以上：該複數個發光元件的一數量可以包括複數個第一端和複數個第二端，該複數個第一端設置有該第一半導體層，該複數個第二端與該複數個第一端相對，其中第一端可接觸第二連接電​​極且第二端可接觸第一連接電極，以及在該複數個發光元件中，該複數個發光元件的該數量中的一比例可以等於或大於約60%： [等式 1] IDC(摻雜濃度指數)=
Figure 02_image001
在等式 1 中，
l 0可以為該第一半導體層與該發光層的一界面的位置，l可以是該第一半導體層與該發光層的該界面相對的一端面的位置，x是從l 0到l的距離，以及n(x) 可以是根據該第一半導體層的一x值的一摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，每個該複數個發光元件中的該第一半導體層的該摻雜濃度指數可以等於或大於約4*10 11atoms/cm，該複數個發光元件的一數量包括複數個第一端和複數個第二端，該複數個第一端設置有該第一半導體層，該複數個第二端與該複數個第一端相對，其中第一端接觸第二連接電極且第二端接觸第一連接電極，以及在該複數個發光元件中，該複數個發光元件的該數量中的一比例等於或大於約80%。
在一實施例中，該第一半導體層可包括：一第一摻雜區，與該發光層接觸，一第二摻雜區，該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第一摻雜區可以比該第二摻雜區更長。
在一實施例中，該第一半導體層可包括：一第一摻雜區，與該發光層接觸，一第二摻雜區，與該第一摻雜區接觸，並且該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及一第三摻雜區，與第二摻雜區接觸，並且該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區可以比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更長，以及該第二摻雜區可以比該第三摻雜區更短，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以大於該第二摻雜區和該第三摻雜區中每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以大於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區可以比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更短，該第二摻雜區可以比該第三摻雜區更長，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以小於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以小於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
根據本揭露的一實施例，一種半導體結構，其可包括：一第一半導體層，摻雜一n型摻雜子；一第二半導體層，摻雜一p型摻雜子；一發光層，設置在該第一半導體層與該第二半導體層之間；及一絕緣膜，圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層，其中該第一半導體層的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約1*10 18atoms/cm 3。
在一實施例中，該第一半導體層的n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約6*10 18atoms/cm 3。
在一實施例中，該第一半導體層可包括：一第一摻雜區；以及一第二摻雜區，該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區的一長度可以不同於該第二摻雜區的一長度，以及該第一摻雜區可以與該發光層接觸。
在一實施例中，該第一半導體層可包括：一第一摻雜區，與接觸該發光層，一第二摻雜區，與該第一摻雜區接觸，並且該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以不同於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及一第三摻雜區，與該第二摻雜區接觸，並且該第三摻雜區的n型摻雜子的摻雜濃度可以不同於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區可以比該第二摻雜區和該第三摻雜區中的每一個更長，以及該第二摻雜區可以比該第三摻雜區更短。
在一實施例中，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，以及該第二摻雜區和該第三摻雜區中的每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。
在一實施例中，該第一摻雜區可以比該第二摻雜區和該第三摻雜區中的每一個更短，該第二摻雜區可以比該第三摻雜區更長，該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以小於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以小於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
在一實施例中，該第一摻雜區和該第二摻雜區中的每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或小於約6*10 18atoms/cm 3，以及該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約6*10 18atoms/cm 3。
在一實施例中，該第一摻雜區和該第三摻雜區中的每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，以及該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。
現在將在下文中參照圖式更全面地描述本揭露，在圖式中示出了實施例。然而，本揭露可以以不同的形式體現並且不應被解釋為限於本說明書所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本揭露徹底和完整，並將向本發明所屬領域中具有通常知識者充分傳達本揭露的範圍。
在圖式中，元件的尺寸、厚度、比例和尺寸可能為了清楚的說明而被誇大，相同的元件編號表示相同的元件。
在本說明書中，應當理解的是當一元件(或區域、層、部分) 被稱為是「在…上(on)」、「連接至(connected to)」或「耦合至(coupled to)」另一元件時，其可直接「設置/連接/耦合」「在/至」另一個元件，或者一個或多個中間元件可以存在於它們之間。在類似的意義上，當一元件(或區域、層、部分等)被描述為「覆蓋(covering)」另一個元件時，它可以直接「覆蓋」另一個元件，或者一個或多個中間元件可以存在於它們之間。
應當理解，用語「連接至(connected to)」或「耦合至(coupled to)」可以包括物理或電連接或耦合。
在本說明書中，當一個元件「直接在(directly)」另一元件或層「上(on)」，或者「直接連接至(directly connected to)」或「直接耦合至(directly coupled to)」另一個元件時，則不存在中間元件。例如：「直接在…上(directly on)」可以意味著設置兩個層或兩個元件時，則沒有附加元件，例如它們之間的黏合元件。
如本說明書所用，除非上下文另有明確說明，以單數形式使用的表達，例如一(a)」、「一(an)」及「一(the)」旨在也包括複數形式。
如本說明書所用，用語「和/或」包括一個或多個相關列出的項目之任意或所有組合。例如：「A 和/或 B」可以理解為表示「A、B 或 A 和 B」。用語「和」和「或」可以結合或分離的意義使用，並且可以理解為等同於「和/或」。
在說明書和請求項中，出於其含義和解釋的目的，用語「至少一個(at least one of)」旨在包括「選自該群組中的至少一個」的含義。例如：「A 和 B 中的至少一個」可以理解為表示「A、B 或 A 和 B」。在元件列表之前，用語「至少一個」修飾整個元件列表，而不修飾列表中的各個元件。
應當理解，儘管在本說明書中可以使用用語「第一(first)」及「第二(second)」等來描述各種元件，但是這些元件不應受這些用語的限制。這些用語僅用於將一個元件與另一個元件區分開來。因此，在不脫離本揭露的教示的情況下，可以將第一元件稱為第二元件。相似地，在不脫離本揭露的範圍的情況下，可以將第二元件稱為第一元件。
為了便於描述，本說明書可以使用空間相對用語「下(below)」、「下(beneath)」、「下(lower)」、「上(above)」、「上(upper)」等來描述一個元件或組件與另一元件或組件之間的關係如圖式所示。應當理解，除了圖式中描繪的方向之外，空間相對用語旨在涵蓋裝置在使用或操作中的不同方向。例如：若圖式中所示的裝置被翻轉的情況下，則位於另一個裝置「下方(below)」、「下方(beneath)」的裝置可以放置在另一個裝置「之上(above)」。因此，說明性用語「下方(below)」可以包括下部位置和上部位置，該裝置也可以在其他方向上定向，因此空間相關用語可以根據方向不同地解釋。
如本說明書所用，用語「大約(about)」或「大約(approximately)」是包含性的陳述值(stated value)及由本發明所屬領域中具有通常知識者測定的在特定值偏差的可接受範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和相關的誤差測量及特定數量(即測量系統的極限)。例如：「大約」可表示為在一個或多個標準差內，或在陳述值的±20%、10%、5%內。
應當理解，用語「包括(comprises)」、「包括(comprising)」、「包含(includes)」、「包含(including)」、「具有(have)」、「具有(having)」、「含有(contains)」、「含有(containing)」等旨在指定所陳述的存在本揭露中的特徵、整數、步驟、操作、元件、組件或其組合，但不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件或其組合。
除非本說明書另有定義或暗示，所有使用的術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域中具有通常知識者通常理解的相同含義。將進一步理解，除非規範中明確定義，例如在常用詞典中定義的術語，應被解釋為具有與其在相關技術的上下文中的含義一致的含義，並且不應以理想或過於正式的意義來解釋。
在下文中，將參照圖式描述實施例。
第1圖係根據實施例的顯示裝置10的示意性平面圖。
如第1圖所示，顯示裝置10顯示運動圖像或靜止圖像，顯示設備10可以指任何提供顯示螢幕的電子設備。顯示設備10的示例可以包括電視、筆記型電腦、監視器、廣告牌、物聯網(IoT)、手機、智慧型手機、平板、個人電腦(PC)、電子手錶、智慧型手錶、手錶電話、頭戴式顯示器、移動通訊終端、電子筆記本、電子書、便攜式多媒體播放器(PMP)、導航設備、遊戲機、數碼相機和攝像機，所有這些都設有一顯示螢幕。
顯示裝置10可以包括設有一顯示螢幕的顯示面板。顯示面板的示例可以包括無機發光二極體顯示面板、有機發光顯示面板、量子點發光顯示面板、電漿顯示面板和場發射顯示面板。以下以應用無機發光二極體顯示面板作為顯示面板的示例進行說明，但本發明不限於此，只要可應用相同的技術精神，也可應用其他顯示面板。
顯示裝置10的形狀可以進行各種修改。例如：顯示裝置10可以具有例如水平長型的矩形、垂直長型的矩形、正方形、具有圓角(頂點)的四邊形、其他多邊形或圓形的形狀。顯示裝置10的顯示區域DPA的形狀也可以與顯示裝置10的整體形狀相似。在第1圖式中，示出了具有在第二方向DR2上較長的矩形形狀的顯示裝置10。
顯示裝置10可以包括顯示區域DPA和非顯示區域NDA。顯示區域DPA可以是可以顯示螢幕的區域，非顯示區域NDA可以是沒有顯示螢幕的區域。顯示區域DPA可以被稱為有效區域，非顯示區域NDA可以被稱為無效區域。顯示區域DPA通常可以佔據顯示裝置10的內部區域。
顯示區域DPA可以包括像素PX，像素PX可以以矩陣形式排列。每個像素PX在平面圖中可以是矩形或正方形。然而，本揭露不限於此，並且每個像素PX還可以具有菱形形狀，其中每個邊相對於一個方向傾斜。像素PX可以設置成條狀配置或PENTILE TM配置。每個像素PX可以通過包括一個或多個發射特定波長帶的光線的發光元件來顯示特定顏色。
非顯示區域NDA可以設置在顯示區域DPA周圍。非顯示區域NDA可以完全或部分圍繞顯示區域DPA。顯示區域DPA可以是矩形的，非顯示區域NDA可以設置為與顯示區域DPA的四個邊相鄰。非顯示區域NDA可以形成顯示裝置10的邊框。包括在顯示裝置10中的佈線或電路驅動器可以設置在每個非顯示區域NDA中，或者外部裝置可以安裝在非顯示區域NDA中.
第2圖係根據一實施例的顯示裝置10的像素PX的示意性平面圖。
請參照第2圖，顯示裝置10的每個像素PX可以包括子像素SPXn(其中n為1至3)。例如：像素PX可以包括第一子像素SPX1、第二子像素SPX2和第三子像素SPX3。第一子像素SPX1可以發射第一顏色的光，第二子像素SPX2可以發射第二顏色的光，第三子像素SPX3可以發射第三顏色的光。例如：第一顏色可以是藍色，第二顏色可以是綠色，第三顏色可以是紅色。然而，本揭露不限於此，子像素SPXn可以發射相同顏色的光。在一個實施例中，子像素SPXn可以各自發射藍光。雖然在圖式中像素PX包括三個子像素SPXn，但本發明不限於此，像素PX還可以包括更多數量的子像素SPXn。
顯示裝置10的每個子像素SPXn可以包括發光區域EMA和非發光區域，發射區域EMA可以是其中設置發光元件ED，以發射特定波長帶的光的區域。這非發光區域可以是沒有設置發光元件ED，並且由於來自發光元件ED的光無法到達該區域而沒有光從該區域輸出的區域。
發光區域EMA可以包括設置發光元件ED的區域和與發光元件ED相鄰並且從發光元件ED輸出光的區域。然而，本發明不限於此，發光區域EMA還可以包括來自發光元件ED的光在被其他構件反射或折射之後從其輸出的區域。發光元件ED可以設置在每個子像素SPXn中，並且設置有發光元件ED的區域和與該區域相鄰的區域可以形成發射區域EMA。
儘管子像素SPXn的各個發光區域EMA在圖式中具有實質上相同的面積，但是本揭露不限於此。在實施例中，每個子像素SPXn的發光區域EMA可以具有根據來自設置在子像素SPXn中的發光元件ED的光的顏色或波長帶而變化的區域。
每個子像素SPXn還可以包括設置在非發光區域中的子區域SA。子區域SA可以設置在發射區域EMA沿着第一方向DR1的一側，並且可以設置在沿着第一方向DR1相鄰的子像素SPXn的發射區域EMA之間。例如：發射區域EMA和子區域SA可以在第二方向DR2上重複設置，但可以在第一方向DR1上交替設置。然而，本揭露不限於此，像素PX中的發光區域EMA和子區域SA的設置也可以與第2圖式中的不同。
堤壁(bank)層BNL可以設置在子區域SA和發射區域EMA之間，並且它們之間的距離可以根據堤壁層BNL的寬度而變化。因為發光元件ED沒有設置在子區域SA中，因此，光可能不從子區域SA發射，但是設置在每個子像素SPXn中的電極RME的部分可以設置在子區域SA中。設置在不同子像素SPXn中的電極RME可以在子區域SA的分離部分ROP中彼此分離。
堤壁層BNL可以包括在平面圖中沿着第一方向DR1和第二方向DR2延伸的部分，以在整個顯示區域DPA中形成網格(grid)圖案。堤壁層BNL可以設置在每個子像素SPXn的邊界處以分離相鄰的子像素SPXn。堤壁層BNL可以圍繞設置在每個子像素SPXn中的發射區域EMA，以將它們彼此分離。
第3圖係沿着第2圖的直線N1-N1'截取的示意性剖視圖，第4圖係沿着第3圖的直線N2-N2'截取的示意性剖視圖。第3圖示出了設置在第一子像素SPX1中的發光元件ED的橫截面，而第3圖示出了設置在第一子像素SPX1中的發光元件ED的橫截面，第4圖示出了接觸孔CTD和CTS的橫截面。
與第2圖一併參照第3圖和第4圖，顯示裝置10可以包括基板SUB以及設置在基板SUB上的半導體層、導電層和絕緣層。半導體層、導電層和絕緣層可以構成顯示裝置10的電路層和顯示元件層。
基板SUB可以是絕緣基板。基板SUB可以由例如玻璃、石英或聚合物樹脂的絕緣材料製成。基板SUB可以是剛性基板，但也可以是可以彎曲、折疊、捲曲等的柔性基板。
第一導電層可以設置在基板SUB上，第一導電層包括底部金屬層CAS，底部金屬層CAS與第一電晶體T1的主動層ACT1重疊。底部金屬層CAS可以包括遮光材料以防止光進入第一電晶體T1的主動層ACT1。然而，也可以省略底部金屬層CAS。
緩衝層BL可以設置在底部金屬層CAS和基板SUB上，緩衝層BL可以形成在基板SUB上，基板SUB易被濕氣滲透，緩衝層BL可以保護像素PX的電晶體免受通過基板SUB引入的濕氣的影響，並且可以提供表面平坦化功能。
半導體層可以設置在緩衝層BL上，半導體層可以包括第一電晶體T1的主動層ACT1。主動層ACT1可以與稍後將描述的第二導電層的閘極G1部分重疊。
半導體層可以包括多晶矽、單晶矽、氧化物半導體等。在一個實施例中，半導體層可以包括多晶矽。氧化物半導體可以是氧化物半導體含有銦 (In) 的導體。例如：氧化物半導體可以是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鎵氧化物(IGO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鎵錫氧化物(IGTO)、銦中的至少一種。氧化鋅鎵(IGZO)和氧化銦鎵鋅錫(IGZTO)。
儘管在圖式中可以在顯示裝置10的每個子像素SPXn中設置一個第一電晶體T1，但是本揭露不限於此，並且顯示裝置10可以包括更多數量的電晶體。
第一閘極絕緣層GI可以設置在半導體層和緩衝層BL上，第一閘極絕緣層GI可以用作第一電晶體T1的閘絕緣膜。
第二導電層可以設置在第一閘極絕緣層GI上。第二導電層可以包括第一電晶體T1的閘極G1，閘極G1可以在作為厚度方向的第三方向DR3上與主動層ACT1的通道(channel)區重疊。
第一層間絕緣層IL1可以設置在第二導電層上，第一層間絕緣層IL1可以用作第二導電層與設置在第二導電層上的其他層之間的絕緣膜，並且可以保護第二導電層。
第三導電層可以設置在第一層間絕緣層IL1上。第三導電層可以包括設置在顯示區DPA中的第一電壓線VL1和第二電壓線VL2以及導電圖案CDP1和CDP2。
可以將提供給第一電極RME1的高電位電壓(或第一電源電壓)施加到第一電壓線VL1，並且可以施加提供給第二電極RME2的低電位電壓(或第二電源電壓)到第二電壓線VL2。第一電壓線VL1的一部分可以通過穿透第一層間絕緣層IL1和第一閘極絕緣層GI的接觸孔接觸第一電晶體T1的主動層ACT1。第一電壓線VL1可以用作第一電晶體T1的第一汲極D1，第二電壓線VL2可以直接連接到稍後描述的第二電極RME2。
第一導電圖案CDP1可以通過穿透第一層間絕緣層IL1和第一閘極絕緣層GI的接觸孔接觸第一電晶體T1的主動層ACT1。第一導電圖案CDP1可以通過另一個接觸孔接觸底部金屬層CAS。第一導電圖案CDP1可以用作第一電晶體T1的源極S1。
第二導電圖案CDP2可以連接到稍後描述的第一電極RME1。第二導電圖案CDP2可以通過第一導電圖案CDP1電連接到第一電晶體T1。在圖式中，第一導電圖案CDP1和第二導電圖案CDP2彼此分離。然而，在實施例中，第二導電圖案CDP2可以與第一導電圖案CDP1集成以形成一個圖案。第一電晶體T1可以將從第一電壓線VL1接收的第一電源電壓傳輸到第一電極RME1。
雖然在圖式中第一導電圖案CDP1和第二導電圖案CDP2形成在同一層上，但本發明不限於此。在實施例中，第二導電圖案CDP2可以由與第一導電圖案CDP1不同的導電層形成，例如：可以由設置在第三導電層上的第四導電層形成，在它們之間***一些絕緣層。第一電壓線VL1和第二電壓線VL2也可以由第四導電層代替第三導電層形成，並且第一電壓線VL1可以通過另一導電層電連接到第一電晶體T1的汲極D1圖案。
上述緩衝層BL、第一閘極絕緣層GI和第一層間絕緣層IL1中的每一個可以由交替堆疊的無機層構成。例如：緩衝層BL、第一閘極絕緣層GI和第一層間絕緣層IL1中的每一個可以是雙層，其中無機層包括氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN x) 和氧氮化矽(SiO xN y)中的至少一種堆疊而成或可以是其中上述材料交替堆疊的多層。然而，本發明不限於此，緩衝層BL、第一閘極絕緣層GI和第一層間絕緣層IL1中的每一個也可以由包含上述任何一種絕緣材料的無機層構成。在實施例中，第一層間絕緣層IL1可以由聚醯亞胺 (PI) 等有機絕緣材料。
第二導電層和第三導電層中的每一個可以是但不限於由鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銅(Cu)或其合金中的任意一種或多種製成的單層或多層。
通孔層VIA可以設置在第三導電層上，通孔層VIA可以包括例如聚醯亞胺(PI)的有機絕緣材料並且可以提供表面平坦化功能。
堤壁圖案BP1和BP2、電極RME(RME1和RME2)、堤壁層BNL、發光元件ED和連接電極CNE(CNE1和CNE2)設置為通孔層VIA上的顯示元件層。絕緣層PAS1至PAS3可以設置在通孔層VIA上。
堤壁圖案BP1和BP2可以直接設置在通孔層VIA上。堤壁圖案BP1和BP2可以在第一方向DR1上延伸，並且可以在第二方向DR2上彼此間隔開。例如：堤壁圖案BP1和BP2可以包括在每個子像素SPXn的發射區域EMA中彼此隔開的第一堤壁圖案BP1和第二堤壁圖案BP2。第一堤壁圖案BP1可以設置在作為第二方向DR2一側的發射區域EMA的中心的左側，並且第二堤壁圖案BP2可以設置在發射區域的中心的右側EMA是第二方向DR2的另一側。發光元件ED可以設置在第一堤壁圖案BP1和第二堤壁圖案BP2之間。
沿着第一方向DR1延伸的堤壁圖案BP1和BP2中的每一個的長度可以小於由堤壁層BNL圍繞的發射區域EMA在第一方向DR1上的長度，堤壁圖案BP1和BP2可以設置在整個顯示區域DPA中的每個子像素SPXn的發射區域EMA中，以形成具有窄寬度並在一個方向上延伸的島狀圖案。儘管在圖式中的每個子像素SPXn中設置有兩個具有相同寬度的堤壁圖案BP1和BP2，但是本揭露不限於此。堤壁圖案BP1和BP2的數量和形狀可以根據電極RME的數量或排列結構而變化。
每個堤壁圖案BP1和BP2的至少一部分可以從通孔層VIA的上表面突出，堤壁圖案BP1和BP2的突出部分可以具有傾斜的側面，來自發光元件ED的光可以通過設置在堤壁圖案BP1和BP2上的電極RME從通孔層VIA向上反射。然而，本發明不限於此，堤壁圖案BP1和BP2中的每一個也可以是具有彎曲外表面的半圓形或半橢圓形。堤壁圖案BP1和BP2可以包括但不限於例如聚醯亞胺(PI)的有機絕緣材料。
每個電極RME可以在一個方向上延伸，並且可以設置在每個子像素SPXn中。電極RME可以在第一方向DR1上延伸，可以設置在每個子像素SPXn的發射區域EMA中，並且可以在第二方向DR2上彼此間隔開。電極RME可以電連接到發光元件ED。每個電極RME可以通過稍後描述的連接電極CNE(CNE1或CNE2)連接到發光元件ED，並且可以將從設置在其下方的導電層接收的電訊號傳輸到發光元件ED。
顯示裝置10包括設置在每個子像素SPXn中的第一電極RME1和第二電極RME2。第一電極RME1可以設置在發射區域EMA的中心的左側，第二電極RME2可以在第二方向DR2上與第一電極RME1間隔開並且可以設置在中心的右側發射區 EMA。第一電極RME1可以設置在第一堤壁圖案BP1上，第二電極RME2可以設置在第二堤壁圖案BP2上。第一電極RME1和第二電極RME2可以延伸超出堤壁層BNL以部分地位於對應的子像素SPXn和子區域SA中。不同子像素SPXn的第一電極RME1和第二電極RME2可以通過位於子像素SPXn的子區域SA中的分隔部分ROP彼此隔開。
第一電極RME1和第二電極RME2可以分別設置在堤壁圖案BP1和BP2的至少傾斜側表面上。在實施例中，在第二方向DR2上測量的每個電極RME的寬度可以小於在第二方向DR2上測量的每個堤壁圖案BP1和BP2的寬度。第一電極RME1和第二電極RME2中的每一個可以覆蓋在至少堤壁圖案BP1或BP2的側面以反射來自發光元件ED的光。
第一電極RME1和第二電極RME2在第二方向DR2上的距離可以小於堤壁圖案BP1和BP2之間的距離。第一電極RME1和第二電極RME2中的每一個的至少一部分可以直接設置在過孔層VIA上，使得它們位於同一平面上。
如上所述，電極RME可以設置在堤壁圖案BP1和BP2上，來自設置在堤壁圖案BP1和BP2之間的發光元件ED的光可以通過被設置在堤壁圖案BP1和BP2上的電極RME向上反射，每個電極RME可以包括具有高反射率的導電材料，以反射來自發光元件ED的光。
每個電極RME可以從發射區域EMA延伸到子區域SA，並且可以包括與堤壁層BNL重疊的部分和設置在子區域SA中的部分。根據實施例，每個電極RME的上表面部分暴露的部分可以設置在子區域SA中。然而，本發明不限於此，每個電極RME的上表面部分地暴露的部分也可以設置在發射區域EMA內。
第一電極RME1和第二電極RME2可以各自通過形成在與堤壁層BNL重疊的部分中的第一接觸孔CTD和第二接觸孔CTS分別連接到第三導電層。第一電極RME1可以通過穿過第一電極RME1下方的通孔層VIA的第一接觸孔CTD接觸第二導電圖案CDP2。第二電極RME2可以通過穿過第二電極RME2下方的通孔層VIA的第二接觸孔CTS接觸第二電壓線VL2。第一電極RME1可以通過第二導電圖案CDP2和第一導電圖案CDP1電連接到第一電晶體T1，以接收第一電源電壓，並且第二電極RME2可以電連接到第二電壓線VL2，以接收第二電源電壓。
第一絕緣層PAS1可以設置在整個顯示區域DPA中並且可以設置在通孔層VIA和電極RME上。第一絕緣層PAS1可以保護電極RME的同時使它們彼此絕緣。例如：由於第一絕緣層PAS1在形成堤壁層BNL之前覆蓋電極RME，因此，可以防止電極RME在形成堤壁層BNL的過程中被損壞，第一絕緣層PAS1可以防止設置在其上的發光元件ED直接接觸其他構件並因此被損壞。
在實施例中，第一絕緣層PAS1可以是階梯狀的，使得第一絕緣層PAS1的上表面的一部分在沿着第二方向DR2彼此間隔開的電極RME之間凹陷。發光元件ED可以設置在第一絕緣層PAS1的階梯狀上表面上，並且可以在每個發光元件ED和第一絕緣層PAS1之間形成空間。
根據實施例，第一絕緣層PAS1可以覆蓋電極RME，但可以包括部分地暴露電極RME的上表面的開口。例如：第一絕緣層PAS1可以包括接觸部分CT1和CT2，每個接觸部分分別部分地暴露電極RME的上表面。第一接觸部分CT1可以設置在子區域SA中的第一電極RME1上，第二接觸部分CT2可以設置在子區域SA中的第二電極RME2上。稍後描述的連接電極CNE可以接觸通過第一接觸部分CT1和第二接觸部分CT2暴露的電極RME。第一絕緣層PAS1可以在不同子像素SPXn的電極RME隔開的分離部分ROP中暴露通孔層VIA的上表面。
堤壁層BNL可以設置在第一絕緣層PAS1上，堤壁層BNL可以包括沿着第一方向DR1和第二方向DR2延伸的部分，並且可以圍繞每個子像素SPXn。堤壁層BNL可以圍繞每個子像素SPXn的發射區EMA和子區SA，以將它們分開，並且可以圍繞顯示區DPA的最外圍，以將顯示區DPA和非顯示區NDA分開。堤壁層BNL可以整個設置在顯示區域DPA中以形成網格圖案，並且堤壁層BNL在顯示區域DPA中暴露的區域可以是發射區域EMA和子區域SA。
相似於堤壁圖案BP1和BP2，堤壁層BNL可以具有實施例的高度。在實施例中，堤壁層BNL的上表面的高度可以大於堤壁圖案BP1和BP2中的每一個的高度，並且堤壁層BNL的厚度可以等於或大於堤壁圖案BP1和BP2中的每一個的厚度。在顯示裝置10的製造過程中，堤壁層BNL可以防止墨水在噴墨印刷工藝中溢出到相鄰的子像素SPXn。相似於堤壁圖案BP1和BP2，堤壁層BNL可以包括例如聚醯亞胺的有機絕緣材料.
發光元件ED可以設置在第一絕緣層PAS1上，發光元件ED可以在一個方向上延伸，並且發光元件ED延伸的方向可以平行於基板SUB。如下面將描述的，每個發光元件ED可以包括沿著延伸方向設置的半導體層，並且半導體層可以沿著平行於基板SUB的上表面的方向依次設置。然而，本發明不限於此。當發光元件ED具有不同的結構時，半導體層可以設置在垂直於基板SUB的方向上。
發光元件ED可以設置在沿着第二方向DR2在堤壁圖案BP1和BP2之間隔開的電極RME上。每個發光元件ED的長度可以大於在第二方向DR2上間隔開的電極RME之間的距離。發光元件ED可以設置成使得其至少一端設置在任一電極RME上，或者發光元件ED的相對端可以分別設置在不同的電極RME上。每個電極RME延伸的方向和發光元件ED延伸的方向可以實質上彼此垂直。發光元件ED可以沿著每個電極RME延伸的第一方向DR1彼此間隔開，並且可以實質上彼此平行地排列。然而，本發明不限於此，發光元件ED也可以相對於各電極RME延伸的方向傾斜地設置。
取決於形成上述半導體層的材料，設置在每個子像素SPXn中的發光元件ED可以各自發射不同波長帶的光。然而，本揭露不限於此，並且設置在每個子像素SPXn中的發光元件ED可以通過分別包括由相同材料製成的半導體層來發射相同顏色的光。發光元件ED可以通過接觸連接電極CNE(CNE1和CNE2)而電連接到電極RME和通孔層VIA下方的導電層，並且可以響應於電訊號發射特定波長帶的光。
每個發光元件ED可以包括摻雜有具有不同類型導電性的摻雜子(depants)的半導體層，並且偶極矩(dipole moment)可以由用於摻雜每個半導體層的摻雜子的電荷形成。具有偶極矩的發光元件ED可以設置在電極RME上，因為它們的取向方向(orientation direction)和位置通過由在電極RME上產生的電場施加的力而改變。例如：每個發光元件ED的每個端部所接觸的連接電極CNE(CNE1和CNE2)可以根據發光元件ED的取向方向而變化，這可以確定發光元件是否ED沿正向或反向電連接到電壓線VL1和VL2。
由電場施加到發光元件ED的力的強度可以根據電場強度和發光元件ED的偶極矩大小而變化。隨著由電場施加到發光元件ED的力的強度增加，發光元件ED中朝向正向的發光元件ED的數量可能增加，這意味著由於設置在每個子像素SPXn中的發光元件ED之間的正向連接，正常發光的發光元件ED的比例增加，並且顯示裝置10的發光效率和製造成品率(manufacturing yield)增加。
根據實施例，在每個發光元件ED中，摻雜有不同導電類型的半導體層可以具有等於或大於實施例的數值的摻雜濃度以具有大的偶極矩。當半導體層具有高摻雜濃度值時，每個發光元件ED的偶極矩的大小會增加，並且發光元件ED中的朝向正向的發光元件ED的比例會增加，這將在下面詳細描述。
第二絕緣層PAS2可以設置在發光元件ED、第一絕緣層PAS1和堤壁層BNL上。第二絕緣層PAS2可以包括在堤壁圖案BP1和BP2之間沿着第一方向DR1延伸的圖案，並且可以設置在發光元件ED上。圖案可以部分地覆蓋發光元件ED的外表面，並且可以不覆蓋發光元件ED的相對側或相對端。在平面圖中，圖案可以在每個子像素SPXn中形成線狀或島狀圖案。在顯示裝置10的製造過程中，第二絕緣層PAS2的圖案可以在固定發光元件ED的同時保護發光元件ED。第二絕緣層PAS2可以填充每個發光元件之間的空間。元件ED和位於發光元件ED下方的第一絕緣層PAS1。第二絕緣層PAS2的一部分可以設置在堤壁層BNL上和子區域SA中。設置在子區域SA中的第二絕緣層PAS2的一部分可以不設置在第一接觸部分CT1、第二接觸部分CT2和分離部分ROP中。
連接電極CNE(CNE1和CNE2)可以設置在電極RME和發光元件ED上，並且可以接觸電極RME和發光元件ED。每連接電極CNE可以接觸每個發光元件ED的一端，並且通過穿透第一絕緣層PAS1和第二絕緣層PAS2的接觸部分CT1或CT2接觸電極RME中的至少一個。
第一連接電極CNE1可以在第一方向DR1上延伸，並且可以設置在第一電極RME1上。設置在第一堤壁圖案BP1上的第一連接電極CNE1的一部分可以與第一電極RME1重疊，使得重疊部分可以在第一方向DR1上延伸。第一連接電極CNE1可以從發射區域EMA延伸到堤壁層BNL之外的子區域SA。第一連接電極CNE1可以通過子區域SA中的第一接觸部分CT1接觸第一電極RME1。第一連接電極CNE1可以接觸發光元件ED和第一電極RME1，以將從第一電晶體T1接收的電訊號傳輸到發光元件ED。
第二連接電​​極CNE2可以在第一方向DR1上延伸，並且可以設置在第二電極RME2上。設置在第二堤壁圖案BP2上的第二連接電​​極CNE2的一部分可以與第二電極RME2重疊，使得重疊部分可以在第一方向DR1上延伸。第二連接電​​極CNE2可以從發射區域EMA延伸到堤壁層BNL之外的子區域SA，第二連接電​​極CNE2可以通過子區域SA中的第二接觸部分CT2接觸第二電極RME2，第二連接電​​極CNE2可以接觸發光元件ED和第二電極RME2，以將從第二電壓線VL2接收的電訊號傳輸到發光元件ED。
第三絕緣層PAS3可以設置在第二連接電​​極CNE2和第二絕緣層PAS2上，第三絕緣層PAS3可以完全設置在第二絕緣層PAS2上，以覆蓋第二連接電​​極CNE2，並且第一連接電極CNE1可以設置在第三絕緣層PAS3上。除了設置有第一連接電極CNE1的區域之外，第三絕緣層PAS3可以整個設置在通孔層VIA上。第三絕緣層PAS3可以使第一連接電極CNE1和第二連接電​​極CNE2彼此絕緣，使得第一連接電極CNE1不直接接觸第二連接電​​極CNE2。
第三絕緣層PAS3可以完全設置在除了設置有第一接觸部分CT1的部分之外的子區域SA上，並且可以覆蓋第二接觸部分CT2和分離部分ROP。由於第一連接電極CNE1設置在第一接觸部分CT1中，因此，第三絕緣層PAS3可以暴露第一接觸部分CT1。由於第二連接電​​極CNE2設置在第二接觸部分CT2中，因此，第三絕緣層PAS3可以與第二連接電​​極CNE2一起覆蓋第二接觸部分CT2。第三絕緣層PAS3可以覆蓋分離部分ROP，以直接接觸在彼此隔開的電極RME之間暴露的通孔層VIA的上表面。
儘管在圖式中未示出，但另一絕緣層可以進一步設置在第三絕緣層PAS3和第一連接電極CNE1上，絕緣層可以保護設置在基板SUB上的構件免受外部環境影響。
以上所述的第一絕緣層PAS1、第二絕緣層PAS2和第三絕緣層PAS3均可以包括無機絕緣材料或有機絕緣材料。
第5圖係根據一實施例的發光元件ED的示意圖，第6圖係第5圖的發光元件ED的示意性剖視圖，第6圖示出了第5圖的發光元件ED沿着高度方向穿過中心截取的橫截面。
請參照第5圖和第6圖，發光元件ED可以是發光二極體。例如：發光元件ED可以是具有奈米至微米尺寸，並且由無機材料製成的無機發光二極體。當在彼此面對的兩個電極之間沿着特定方向形成電場時，發光元件ED可以對齊在形成有極性的兩個電極之間。
根據一實施例的發光元件ED可以在一個方向上延伸。發光元件ED的形狀可以是圓柱狀、棒狀、線狀、管狀等。但是，發光元件ED的形狀不限於此，發光元件ED也可以具有立方體、長方體、六棱柱等多角棱柱、以及沿着一個方向延伸並具有部分傾斜的外表面的形狀。
發光元件ED可以包括摻雜有任何導電類型(例如：p型或n型)的雜質的半導體層，半導體層可以接收來自外部電源的電訊號，並發射特定波段的光。發光元件ED可以包括第一半導體層31、第二半導體層32、發光層36、電極層37和絕緣膜38。
第一半導體層31可以是n型半導體。第一半導體層31可以包括具有化學式Al xGa yIn 1-x-yN (0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半導體材料。例如：第一半導體層31可以是n型摻雜AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任意一種或多種。用於摻雜第一半導體層31的n型摻雜子可以是矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)等。
第二半導體層32可以設置在第一半導體層31上，發光層36***其間。第二半導體層32可以是p型半導體。第二半導體層32可以包括具有化學式Al xGa yIn 1-x-yN (0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半導體材料。例如：第二半導體層32可以是p型摻雜的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任意一種或多種。用於摻雜第二半導體層32的p型摻雜子可以是鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈣(Ca)、鋇(Ba)等。
儘管第一半導體層31和第二半導體層32中的每一個在圖式中由一層構成，但是本揭露不限於此。第一半導體層31和第二半導體層32中的每一個還可以包括更多數量的層，例如：取決於發光層36的材料，還可以包括覆蓋層(clad layer)或拉伸應變勢壘降低層(tensile strain barrier reducing layer)。
發光層36可以設置在第一半導體層31和第二半導體層32之間。發光層36可以包括具有單量子阱結構或多量子阱結構的材料。當發光層36包括具有多量子阱結構的材料時，它可以具有量子層和阱層交替堆疊的結構。發光層36可以根據通過第一半導體層31和第二半導體層32接收的電訊號通過電子-空穴對的組合來發光。發光層36可以包括例如AlGaN或AlGaInN的材料。例如：當發光層36具有量子層和阱層交替堆疊的多量子阱結構時，量子層可以包括例如AlGaN或AlGaInN的材料，並且阱層可以包括例如作為 GaN 或 AlInN。
發光層36可以具有一結構為具有大能隙能量的半導體材料和具有小能隙能量的半導體材料交替堆疊或者可以包括不同的第3族到第5族半導體材料，這取決於發光層36發射的光的波長帶。來自發光層36的光不限於：藍色波長帶的光。在實施例中，發光層36可以發射紅色或綠色波長帶中的光。
電極層37可以是歐姆連接電極。然而，本發明不限於此，電極層37也可以是肖特基連接電極。發光元件ED可包含至少一層電極層37。發光元件ED可包含一層或多層電極層37。然而，本發明不限於此，也可省略電極層37。
當發光元件ED電連接到顯示裝置10中的電極或連接電極時，電極層37可以降低發光元件ED與電極或連接電極之間的電阻。電極層37可以包括導電金屬。例如：電極層37可以包括鋁(Al)、鈦(Ti)、銦(In)、金(Au)、銀(Ag)、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)和氧化銦錫鋅 (ITZO)中的至少一種。
絕緣膜38可以圍繞第一半導體層31、第二半導體層32和上述電極層。例如：絕緣膜38可以至少包圍發光層36，但也可以使發光元件ED的長度方向的兩端部露出。絕緣膜38的上表面在與發光元件ED的至少一端相鄰的區域中的截面可以是圓形的。
絕緣膜38可以包括具有絕緣特性的材料，例如氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN x)、氧氮化矽(SiO xN y)、氮化鋁(AlN x)或氧化鋁(AlO x)。儘管絕緣膜38在圖式中被示為單層，但本揭露不限於此。在實施例中，絕緣膜38可以形成為層疊的多層結構。
絕緣膜38可以保護發光元件ED的構件，絕緣膜38可以防止當發光層36直接接觸通過其將電訊號傳輸到發光元件ED的電極時在發光層36中可能發生的電短路。絕緣膜38可以防止發光元件ED的發光效率降低。
可以處理絕緣膜38的外表面，發光元件ED可以以分散在墨水中的狀態被噴射到電極上並且可以被對準(aligned)。絕緣膜38的表面可以進行疏水處理或親水處理，使得發光元件ED可以保持與墨水中的其他相鄰發光元件ED分離而不會與它們聚集。
在發光元件ED中，第一半導體層31和第二半導體層32可以摻雜有不同導電類型的摻雜子，並且可以具有通過以下等式1計算的摻雜濃度指數： [等式 1] IDC（摻雜濃度指數）=
Figure 02_image001
在等式1中，l 0可以是半導體層和發光層36之間的界面的位置，l可以是半導體層的與發光層36的界面相對的端面的位置，x可以是是從l 0到l的距離，並且n(x)可以是根據半導體層的x值的摻雜子的摻雜濃度。在等式 1 中，n(x) 以atoms/cm 3為單位測量，摻雜濃度指數 IDC 以atoms/cm 為單位測量。當半導體層為第一半導體層31時，l 0可以是第一半導體層31和發光層36的界面位置，l可以是第一半導體層31的相對端面的位置x可以是與發光層36的界面，並且x可以是在第一半導體層31中從l 0向l增加的距離或位置變量。
摻雜濃度指數(index of dopin concentration, IDC)可以定義為摻雜濃度n(x)與距離x的乘積根據距離x積分得到的數值。因此，摻雜濃度指數IDC可以根據半導體層31或32的摻雜子的摻雜濃度和摻雜分佈而具有不同的數值。例如：當摻雜子重摻雜到半導體層31或32中時，摻雜濃度指數IDC會隨著n(x)值的增加而增加。當半導體層31或32的摻雜子具有根據從與發光層36的界面l 0到與該界面相對的端面l的位置或距離x而不同的摻雜濃度n(x)時，半導體層31或32的摻雜子可以根據位置的摻雜濃度分佈而具有不同的摻雜濃度n(x)，並且摻雜濃度指數IDC可以根據摻雜濃度分佈而變化。
如上所述，第一連接電極CNE1可以接觸每個發光元件ED的一端，而第二連接電​​極CNE2可以接觸每個發光元件ED的另一端，並且發光元件ED可以響應於從電壓線VL1和VL2接收到的電訊號而發光。發光元件ED均可以包括第一端及第二端，第一端設置有第一半導體層31，第二端設置有第二半導體層32或電極層37，並且第二端與第一端相對。發光元件ED可以根據接觸其第一端的連接電極CNE而分為兩種類型，因為發光元件ED可能以相反方向取向。例如：發光元件ED可以包括以第二端接觸第一連接電極CNE1且以第一端接觸第二連接電​​極CNE2的方式取向的第一類型的發光元件，以及以取向方向與第一類發光元件的方向相反的第二類型的發光元件。當第一類型的發光元件是以正向取向的發光元件時，第一類型的發光元件可以響應於從電壓線VL1和VL2接收到的電訊號而發光。第二類型的發光元件可以是以反向取向的發光元件並且可以不發光。
隨著設置在每個子像素SPXn中的發光元件ED中的正向取向發光元件(例如：第一類型發光元件)的數量增加，顯示裝置10的發光效率和製造良率可以增加。發光元件ED可以根據第一半導體層31和第二半導體層32的摻雜子的電荷而具有偶極矩，並且隨著偶極矩的大小增加，發光元件ED可以承受由電場施加的更大的力。隨著電場施加的力增加，發光元件ED的相對端更可能朝向預期方向，並且顯示裝置10的發光效率和製造良率可以增加。
在發光元件ED中，第一半導體層31的第一長度HA可以大於第二半導體層32的第二長度HB和發光層36的第三長度Hc中的每一個。第一半導體層31的第一長度HA在發光元件ED的總長度中可以等於或大於大約80％。第一半導體層31的高摻雜濃度指數IDC可能是促成發光元件ED的大偶極矩的重要因素。
根據一實施例，在發光元件ED中，第一半導體層31可以具有等於或大於實施例的數值的摻雜濃度指數IDC數值，並且偶極矩可以具有大的數值。例如：第一半導體層31的n型摻雜子可以具有等於或大於約2.5*10 11atoms/cm的摻雜濃度指數IDC數值，並且多個正向取向發光元件可以包括第一端其中第一半導體層31和與第一端相對的第二端，其中第一端接觸第二連接電​​極CNE2，第二端接觸第一連接電極CNE1，以及正向取向發光數量的比例設置在顯示裝置10的每個子像素SPXn中的發光元件ED中的元件可以等於或大於大約60％。當發光元件ED的第一半導體層31具有等於或大於約2.5*10 11atoms/cm的摻雜濃度指數IDC數值時，發光元件ED可以具有使其能夠接收的偶極矩值由電場施加的足夠強度的力。設置在每個子像素SPXn中的超過一半的發光元件ED或等於或大於約60％的發光元件ED可以受到足夠強度的力，因此可以如預期的那樣被電場正向取向(forward-oriented)。
然而，本發明不限於此，正向取向發光元件ED的數量可以隨著第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值的增加而增加。在一個實施例中，發光元件ED中的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值可以等於或大於約4*10 11atoms/cm，其中正向取向發光元件的比例設置在每個子像素SPXn中的發光元件ED可以等於或大於約80％。隨著第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值增加，因此，發光元件ED中的正向取向發光元件的比例可增加，顯示裝置10的發光效率及製造良率可增加。
在實施例中，發光元件ED中的第一半導體層31可以具有實質上統一的摻雜濃度n(x)，而與位置​​無關。可以根據摻雜濃度n(x)和第一半導體層31的第一長度HA來調整摻雜濃度指數IDC。例如：發光元件ED可以具有在約4μm到約6μm範圍內的長度，第一半導體層31的第一長度HA可以在約3,500nm至約5,000nm的範圍內，並且n型摻雜子的摻雜濃度n(x)可以等於或大於約1*10 18個atoms/cm 3，而與位置無關。在實施例中，第一半導體層31的n型摻雜子的摻雜濃度n(x)可以等於或大於大約6*10 18atoms/cm 3，而與位置​​無關。例如：第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以等於或大於約5*10 11atoms/cm，並且發光元件ED可以具有大的偶極矩。
由於第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值可以是通過將摻雜濃度n(x)與從與發光層36的界面l 0到與該界面相反的一端l的距離x的乘積積分而獲得的數值。第一半導體層31的摻雜濃度n(x)可以不必統一，而與位置無關。在實施例中，第一半導體層31可以包括具有不同摻雜濃度n(x)的區域，以具有根據摻雜區的摻雜濃度分佈。在每個區域中計算的摻雜濃度指數IDC數值之和可以等於或大於約2.5*10 11atoms/cm。即使發光元件ED包括具有不同摻雜濃度的區域，它也可能具有大的偶極矩，因為它具有等於或大於實施例的數值的摻雜濃度指數數值，並且發光效率和製造良率由於正向取向發光元件ED的比例增加，因此顯示裝置10可以增加。
現在將參考其他圖式來描述根據實施例的製造顯示裝置10的方法。
第7圖至第15圖係示出根據實施例的製造發光元件ED的方法的示意性剖視圖，第7圖至第15圖依次示出了製造發光元件ED的方法。
請參照第7圖，目標基板100包括基底基板110、設置在基底基板110上的緩衝材料層120和設置在緩衝材料層120上的子半導體層130。基底基板110可以包括藍寶石基板(Al 2O 3)或例如玻璃的透明基板。然而，本發明不限於此，基底基板110也可以由導電基板製成，例如GaN、SiC、ZnO、Si、GaP或GaAs。基底基板110的厚度沒有特別限制，但例如可以在約400μm至約1,500μm的範圍內。
半導體層形成在基底基板110上，通過磊晶法生長的半導體層可以通過生長晶種來形成。形成半導體層的方法可以包括電子束沉積、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、電漿雷射沉積(PLD)、雙型熱蒸鍍、濺射或金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)，但本發明不限於此。例如：在一個實施例中，形成半導體層的方法可以包括MOCVD。
用於形成半導體層的前驅物(precursor)材料在通常可選擇以形成目標材料的材料範圍內沒有特別限制。例如：前驅物材料可以包括金屬前驅物，該金屬前驅物包括烷基，例如甲基或乙基。例如：在第一半導體層31、第二半導體層32和發光層36包括AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN或InN中的任一種，如同根據一實施例的發光元件ED。在本實施例中，金屬前驅物可以是三甲基鎵(Ga(CH 3) 3)，也可以是三甲基鋁(Al(CH 3) 3)或磷酸三乙酯(C 2H 5) 3PO 4等化合物。然而，本發明不限於此。可以使用金屬前驅物和非金屬前驅物通過沉積工藝形成半導體層。下面將不描述用於形成半導體層的方法和工藝條件，以及製造發光體的方法將詳細描述發光元件ED和每個發光元件ED的結構。
緩衝材料層120和子半導體層130形成在基底基板110上，緩衝材料層120和子半導體層130可以減小形成在其上的第一半導體材料層310和基底基板110之間的晶格常數差異。
例如：緩衝材料層120可以包括未摻雜的半導體，子半導體層130可以包括輕摻雜的半導體。緩衝材料層120和子半導體層130可以包括與第一半導體材料層310實質上相同的材料，但是可以包括不摻雜n型或p型的材料，或者可以具有小於第一半導體材料層310的摻雜濃度的材料。第一半導體材料層310。在一個實施例中，緩衝材料層120和子半導體層130可以是但不限於InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的至少一種。
請參照第8圖，在目標基板100上形成半導體結構300，半導體結構300可以包括第一半導體材料層310、發光材料層360、第二半導體材料層320和電極材料層370。半導體結構300中包括的層可以分別對應於包括在根據實施例的發光元件ED中的層。例如：這些層可以分別包括與發光元件ED的第一半導體層31、發光層36、第二半導體層32和電極層37相同的材料。
可以通過調節在形成第一半導體材料層310的方法中注入的摻雜子的用量來調節第一半導體材料層310的摻雜濃度。如上所述，可以調節第一半導體材料層310的摻雜濃度，使得各發光元件ED的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC等於或大於實施例的數值。
在一個實施例中，在半導體結構300中，第一半導體材料層310可以具有實質上統一的摻雜濃度n(x)，而與位置無關，第一半導體材料層310可以具有在大約3,500nm到5,000nm範圍內的長度，並且無論位置如何，n型摻雜子的摻雜濃度n(x)可以等於或大於約1*10 18atoms/cm 3。在實施例中，第一半導體材料層310的摻雜濃度n(x)可以等於或大於約6*10 18atoms/或更大，而與位置​​無關。在後續方法中製造的每個發光元件ED中的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以等於或大於約5*10 11atoms/cm，並且發光元件ED可以具有大的偶極矩。
請參照第9圖至第12圖，通過蝕刻半導體結構300形成彼此間隔開的半導體柱SR。根據實施例，半導體結構300的蝕刻可以包括在半導體結構300上形成光罩層400和光罩圖案500，執行沿著光罩圖案500蝕刻光罩層400的第一蝕刻程序，以及沿著蝕刻的光罩層400執行蝕刻半導體結構300的第二蝕刻程序。
如第9圖所示，在半導體結構300上形成光罩層400和光罩圖案500，光罩層400可以包括設置在電極材料層370上的第一絕緣光罩層410和設置在第一絕緣光罩層410上的第二絕緣光罩層420，並且彼此間隔開的光罩圖案500可以設置在第二絕緣光罩層420上。絕緣光罩層410和420可以沿著光罩圖案500之間的空間被蝕刻，並且半導體結構300可以沿著蝕刻的絕緣光罩層410和420的部分之間的空間被蝕刻。在實施例中，光罩圖案500可以具有相同的直徑或寬度。由於其上設置有光罩圖案500的半導體結構300的部分和其上未設置光罩圖案500的半導體結構300的部分形成半導體柱SR，因此光罩圖案500的直徑可以與發光元件ED的直徑實質上相同。由於光罩圖案500具有相同的直徑或寬度，因此，發光元件ED也可以具有實質上相同的直徑。
第一絕緣光罩層410和第二絕緣光罩層420均可以包括絕緣材料，並且光罩圖案500可以包括金屬材料。例如：每個絕緣光罩層410和420可以包括氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN x)或氮氧化矽(SiO xN y)。光罩圖案500可以包括金屬，例如但不限於：鉻(Cr)。
如圖所示。參照第10圖至第12圖，執行了第一蝕刻程序及第二蝕刻程序，第一蝕刻程序係沿著光罩圖案500蝕刻光罩層400，而第二蝕刻程序係在垂直於目標基板100的上表面的方向上沿著蝕刻的光罩層400蝕刻半導體結構300。
上述蝕刻程序中的每一個可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻、反應離子蝕刻(RIE)、電感耦合電漿反應離子蝕刻(ICP-RIE)等。乾式蝕刻可能適用於垂直蝕刻，因為各向異性蝕刻是可能的。當使用上述蝕刻程序時，蝕刻劑可以是但不限於Cl 2或O 2。
可以在第一蝕刻程序中蝕刻光罩層400以形成開孔，並且可以在第二蝕刻程序中沿著開孔蝕刻半導體結構300，以形成半導體柱SR。在一個實施例中，第一蝕刻程序和第二蝕刻程序可以分別為但不限於乾式蝕刻法和濕式蝕刻法。在實施例中，可以通過連續蝕刻程序沿著光罩圖案500蝕刻光罩層400和半導體結構300。
半導體結構300的層可以通過蝕刻程序形成為半導體柱SR，每個半導體柱包括第一半導體層31、發光層36、第二半導體層32和電極層37，並且半導體柱SR可以通過在它們之間***的開孔而彼此間隔開。在蝕刻過程中，第一半導體材料層310可能未被完全蝕刻，但第一半導體材料層310的下方部分可以保留為殘留半導體層311，殘留半導體層311的上表面可以被部分地暴露在開孔裡被蝕刻。
請參照第13圖和14所示，絕緣膜38形成為部分地圍繞每個半導體柱SR的側表面，可以通過執行在半導體柱SR的外表面上形成絕緣膜380，並且部分地去除絕緣膜380，以暴露半導體柱SR的上表面的第三蝕刻程序來形成絕緣膜38。
絕緣膜380可以是形成在半導體柱SR的外表面上的絕緣材料，並且可以通過在垂直蝕刻的半導體柱SR的外表面上施加絕緣材料或者使用浸漬法來形成。然而，本發明不限於此。例如：絕緣膜380可以通過原子層沉積(ALD)或CVD形成。
絕緣膜380不僅可以形成在半導體柱SR的側面和上表面上，而且可以形成在暴露在彼此隔開的半導體柱SR之間的殘留半導體層311上。絕緣膜380可以通過例如作為各向異性蝕刻的乾式蝕刻或回蝕刻的方法來部分地去除。在圖式中，絕緣膜380的上表面被去除以暴露電極層37，並且在此過程中電極層37也可以被部分去除。例如：最終製造的每個發光元件30的電極層37的厚度可以小於在製造發光元件ED的過程中形成的電極材料層370的厚度。
在圖式中，電極層37的上表面部分地暴露，絕緣膜38的上表面是平坦的，但本發明不限於此。在實施例中，每個絕緣膜38的外表面可以在圍繞電極層37的區域中部分彎曲。在部分去除絕緣膜380的過程中，不僅絕緣膜的上表面而且絕緣膜的側表面380可能會被部分移除。因此，每個絕緣膜38圍繞層的端面可能被部分蝕刻。例如：由於絕緣膜380的上表面被去除，因此可以部分地去除與每個發光元件30中的電極層37相鄰的絕緣膜38的外表面。
如第15圖所示，將形成有絕緣膜38的半導體柱SR與殘留半導體層311分離，以製造發光元件ED。半導體柱SR可以沿著第一半導體層31的下端連接到殘留半導體層311的部分的分離表面SL分離。分離表面SL可以平行於暴露在開孔裡的殘留半導體層311的上表面。最終製造的發光元件ED的第一半導體層31的長度可以比半導體結構300的第一半導體材料層310的長度短。每個第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以根據從與發光層36的界面到與該界面相對的端面的距離而變化。可以考慮在所製造的每個發光元件ED中的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值來調整摻雜子的摻雜濃度和第一半導體材料層310的長度。
在下文中，將參考其他圖式來描述顯示裝置10的實施例。
第16圖和第17圖各自是根據實施例的發光元件ED1和ED2的示意性剖視圖。
請參照第16圖和第17圖，在根據多個實施例的每個發光元件ED1和ED2中，第一半導體層31可以包括具有不同摻雜濃度n(x)的摻雜區DA1和DA2。第一半導體層31可以包括第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2，並且第一摻雜區DA1的n型摻雜子的摻雜濃度可以不同於第二摻雜區的n型摻雜子的摻雜濃度。第一摻雜區DA1可以接觸發光層36，第二摻雜區DA2可以接觸第一摻雜區DA1。
第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2的n型摻雜子的摻雜濃度n(x)可以彼此不同，並且第一半導體層31的摻雜濃度n(x)可以具有根據距發光層36和第一摻雜區DA1之間的第一界面l 0的距離x而變化的一分佈。從第一界面l 0到第一摻雜區DA1與第二摻雜區DA2之間的第二界面l 1的摻雜濃度n(x)可以是第一摻雜區DA1的n型摻雜子的摻雜濃度，並且從第二界面l 1到與第一界面l 0相對的第一半導體層31的端面l 2的濃度n(x)可以是第二摻雜區DA2的n型摻雜子的摻雜濃度。
因此，第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以被定義為第一摻雜區DA1的摻雜濃度指數數值和第二摻雜區DA2的摻雜濃度指數數值的總和。例如：第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以是從第一界面l 0到第二界面l 1的摻雜濃度指數數值與從第二界面l 1到端面l 2的摻雜濃度指數IDC數值的總和。第一界面l 0與第二界面l 1之間的摻雜濃度指數IDC可以是根據距離x的第一摻雜區DA1的摻雜濃度n(x)的積分值，並且第二界面l 1與第一半導體層31的端面l 2之間的摻雜濃度指數數值IDC可以是根據距離x的第二摻雜區DA2的摻雜濃度n(x)的積分值。第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以表示為等式2： [等式 2] IDC (摻雜濃度指數) =
Figure 02_image003
在等式2中，l 0可以是第一半導體層31的第一摻雜區DA1和發光層36之間的界面的位置，l 1可以是第一摻雜區DA1與第二摻雜區之間的界面的位置DA2，l 2可以是第一半導體層31的和第一摻雜區DA1與發光層36之間的界面相對的端面的位置，x可以是從l 0到l 2的距離，n 1(x)可以是根據第一摻雜區DA1的x值的摻雜子的摻雜濃度，n 2(x)可以是根據第二摻雜區DA2的x值的摻雜子的摻雜濃度。
由於第一半導體層31包括第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2，因此第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以根據摻雜濃度分佈和摻雜區DA1和DA2中的每一個的長度而變化。第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2的長度HA1和HA2可以分別根據摻雜區DA1和DA2的摻雜濃度來調整。第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2可以分別具有不同的長度HA1和HA2。例如：如在第16圖的實施例所示，第一摻雜區DA1的長度HA1可以大於第二摻雜區DA2的長度HA2。例如：第一摻雜區DA1的長度HA1可以在大約2,000nm到大約2,500nm的範圍內，並且第二摻雜區DA2的長度HA2可以在大約1,500nm到大約2,300nm的範圍內。
然而，本發明不以此為限，第一摻雜區DA1的長度HA1可以小於第二摻雜區DA2的長度HA2，如第17圖的實施例所示。例如：第一摻雜區DA1的長度HA1可以在大約1,500nm到大約2,300nm的範圍內，並且第二摻雜區DA2的長度HA2可以在大約2,000nm到大約2,500nm的範圍內。即使第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2具有相對小的長度HA1和HA2，第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2的長度HA1和HA2中的每一個也可以大於第二摻雜區的長度HB、半導體層32、發光層36的長度Hc、電極層37的長度。
在第一摻雜區DA1小於第二摻雜區DA2的實施例中，由於具有高摻雜濃度的第一半導體層31的第二摻雜區DA2在第16圖的發光元件ED1中的比例小於第17圖的發光元件ED2，第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值也可以小於第16圖的發光元件ED1中的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值。然而，發光元件ED1和ED2中的每一個可以具有使第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC數值具有大於約2.5*10 11atoms/cm的數值的摻雜濃度n(x)，而與摻雜區DA1和DA2的長度HA1和HA2無關。
第16圖和第17圖的發光元件ED1和ED2可以通過在製造方法期間調整形成第一半導體材料層310的方法中的摻雜子的含量來製造。
第18圖和第19圖係示出製造第16圖的發光元件ED1的方法的一部分的示意性剖視圖。
請參照第18圖和第19圖，在子半導體層130上形成第一半導體材料層310的過程中，可以首先形成第一半導體材料層310的基底層310_L，然後可以通過調整注入的摻雜子含量來形成上層310_U。第一半導體材料層310可以包括具有不同摻雜濃度的上層310_U和基底層310_L，上層310_U和基底層310_L可以分別形成發光元件ED1 或 ED2的第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2。
根據實施例，在發光元件ED1或ED2中，第一半導體層31可以包括具有不同摻雜濃度的摻雜區DA1和DA2，因此具有根據位置的摻雜濃度分佈。然而，可以調整摻雜區DA1和DA2中的每一個的摻雜濃度，使得第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC的數值等於或大於實施例的數值。由於顯示裝置10包括具有摻雜區DA1和DA2的發光元件ED1或ED2，因此，可以增加正向取向發光元件ED的比例，並且可以提高發光效率和製造良率。
根據一實施例，在半導體結構300中，第一半導體材料層310的上層310_U或第一摻雜區DA1的n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約7*10 18個atoms/cm 3，第一半導體材料層310或第二摻雜區DA2的基底層310_L的n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約8*10 18atoms/cm 3。第一摻雜區DA1或上層310_U可以具有在大約2,000nm至大約2,500nm範圍內的長度，並且第二摻雜區DA2或基極層310_L可以具有在大約1,500nm至大約2,300nm範圍內的長度，反之亦然。當第一半導體材料層310的每一層310_U和310_L具有上述的摻雜濃度n(x)和長度HA1或HA2時，發光元件ED1中的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC或由半導體結構300製造的ED2可以等於或大於約2.5*10 11atoms/cm。
第一半導體層31還可以包括更多數量的摻雜區，並且可以根據位置而具有更多的摻雜濃度分佈。
第20圖和第21圖各自是根據實施例的發光元件ED3和ED4的示意性剖視圖。
參照第20圖和第21圖，在根據實施例的每個發光元件ED3和ED4中，第一半導體層31可以包括摻雜區DA1至DA3。第一半導體層31可以包括第一摻雜區DA1、第二摻雜區DA2及第三摻雜區DA3，第一摻雜區DA1與發光層36接觸，第二摻雜區DA2與第一摻雜區DA1接觸，並且第二摻雜區DA2的n型摻雜子的摻雜濃度不同於第一摻雜區DA1的n型摻雜子的摻雜濃度，以及第三摻雜區DA3與第二摻雜區DA2接觸，並且第三摻雜區DA3的n型摻雜子的摻雜濃度不同於第二摻雜區DA2的n型摻雜子的摻雜濃度。在第一半導體層31中，可以從發光層36到端面依次設置第一摻雜區DA1、第二摻雜區DA2和第三摻雜區DA3。
摻雜區DA1至DA3可以具有不同的摻雜濃度n(x)，並且第一半導體層31的摻雜濃度n(x)可以具有根據發光層36與第一摻雜區DA1之間的第一界面l 0的距離x而改變的分佈。從第一界面l 0到第一摻雜區DA1與第二摻雜區DA2之間的第二界面l 1的摻雜濃度n(x)可以是第一摻雜區DA1的n型摻雜子的摻雜濃度，從第二界面l 1到第二摻雜區DA2與第三摻雜區DA3之間的第三界面l 2的摻雜濃度n(x)可以是第二摻雜區DA2的n型摻雜子的摻雜濃度，從第三界面l 2到第一半導體層31的端面l 3的摻雜濃度n(x)可以是第三摻雜區DA3的n型摻雜子的摻雜濃度。因此，第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以被定義為第一摻雜區DA1的摻雜濃度指數數值、第二摻雜區DA2的摻雜濃度指數數值和第三摻雜區DA3的摻雜濃度指數數值的總和，第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以表示為以下等式3： [等式 3] IDC(摻雜濃度指數) =
Figure 02_image005
在等式3中，l 0可以是第一半導體層31的第一摻雜區DA1與發光層36之間的界面的位置，l 1可以是第一摻雜區DA1與第二摻雜區之間的界面的位置DA2，l 2可以是第二摻雜區DA2與第三摻雜區DA3之間的界面的位置，l 3可以是相對於第一摻雜區DA1與發光層36之間的界面的第一半導體層31的端面的位置，x可以是從l 0到l 3的距離，n 1(x)可以是根據第一摻雜區DA1的x值的摻雜子的摻雜濃度，n 2(x)可以是根據第二摻雜區DA2的x值的摻雜子的摻雜濃度，n 3(x)可以是根據第三摻雜區DA3的x值的摻雜子的摻雜濃度。
由於第一半導體層31包括更多數量的摻雜區DA1到DA3，因此，第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以根據摻雜濃度分佈和每個摻雜區DA1到DA3的長度而變化。第一至第三摻雜區DA1至DA3的長度HA1至HA3可以分別根據摻雜區DA1至DA3的摻雜濃度來調整。例如：如在第20圖的實施例中，第一摻雜區DA1的長度HA1可以大於第二摻雜區DA2的長度HA2和第三摻雜區DA3的長度HA3中的每一個，並且第二摻雜區DA2的長度HA2可以小於第三摻雜區DA3的長度HA3。然而，本發明不限於此，第一摻雜區DA1的長度HA1可以小於第二摻雜區DA2的長度HA2和第三摻雜區DA3的長度HA3中的每一個，並且長度HA2為第二摻雜區DA2可以大於第三摻雜區DA3的長度HA3，如在第21圖的實施例中所示。然而，摻雜區DA1至DA3中最短的摻雜區的長度可以至少大於第二半導體層32的長度HB、發光層36的長度Hc和電極層37的長度。
摻雜區DA1至DA3的摻雜子濃度大小之間的關係可以根據摻雜區DA1至DA3之間的長度關係而變化。如在第20圖的實施例所示，當第一摻雜區DA1的長度HA1最大時，第一摻雜區DA1的摻雜濃度可以大於第二摻雜區DA2的摻雜濃度和第三摻雜區DA3的摻雜濃度中的每一個，並且第二摻雜區DA2的摻雜濃度可以大於第三摻雜區DA3的摻雜濃度。例如：第一半導體層31可以具有摻雜濃度分佈，其中摻雜濃度n(x)從與發光層36的第一界面l 0向端面l 3減小。然而，第一半導體層31可以具有相同的摻雜濃度，而不管在相同摻雜區DA1、DA2或DA3內的位置。
與以上參照其他圖式所描述的類似，根據當前實施例的發光元件ED3也可以通過調整半導體結構300的第一半導體材料層310的摻雜濃度分佈來製造。發光元件ED3可以通過半導體結構300製造，其中第一半導體材料層310的每一層被調整為具有不同的摻雜濃度和長度。
在實施例中，在半導體結構300中，在第一半導體材料層310的第一摻雜區中的n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，並且在第二摻雜區和第三摻雜區中可以等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。第一半導體材料層310也可以具有不同的摻雜區DA1到DA3，如發光元件ED3的第一半導體層31，並且第一半導體材料層310的摻雜區可以對應於摻雜區DA1到DA3分別為發光元件。
根據實施例，在發光元件ED3的第一半導體層31和半導體結構300的第一半導體材料層310中，第一摻雜區DA1的長度HA1可以在大約1,800nm到2,500nm，第二摻雜區DA2的長度HA2可以在大約500nm到大約1,200nm的範圍內，第三摻雜區DA3的長度HA3可以在大約1,500到大約2,200nm的範圍內。當每個摻雜區DA1至DA3具有上述摻雜濃度n(x)和長度HA1、HA2或HA3時，發光元件ED3的第一半導體層31的摻雜濃度指數IDC可以等於至大於約 2.5*10 11atoms/cm 3。
當第一摻雜區DA1的長度HA1最小時，如第21圖的實施例所示，第一摻雜區DA1的摻雜濃度可以小於第二摻雜區DA2的摻雜和第三摻雜區DA3的摻雜濃度中的每一個，並且第二摻雜區DA2的摻雜濃度可以小於第一摻雜區DA1的摻雜濃度和第三摻雜區DA3的摻雜濃度中的每一個。例如：第一半導體層31可以具有其中摻雜濃度n(x)從與發光層36的第一界面l 0向端面l 3減小的摻雜濃度分佈或者其中摻雜濃度n(x)減小然後增加的摻雜濃度分佈。
在多個實施例中，第一摻雜區DA1的摻雜濃度可以小於第二摻雜區DA2的摻雜濃度和第三摻雜區DA3的摻雜濃度中的每一個，第二摻雜區DA2的摻雜濃度可以是小於第三摻雜區DA3的摻雜濃度。例如：在第三摻雜區DA3中，n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，並且n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。在第一摻雜區DA1和第二摻雜區DA2中為6*10 18atoms/cm 3。第一摻雜區DA1的長度HA1可以在大約500nm到大約1,200nm的範圍內，第二摻雜區DA2的長度HA2可以在大約1,800nm到大約2,500nm的範圍內，並且第三摻雜區DA3的長度HA3可以在約1,500nm至約2,200nm的範圍內。
在其他實施例中，第一摻雜區DA1的摻雜濃度和第三摻雜區DA3的摻雜濃度均可以均大於第二摻雜區DA2的摻雜濃度，並且第一摻雜區DA1的摻雜濃度可以相等於第三摻雜區DA3的摻雜濃度。例如：第一摻雜區DA1的n型摻雜子的摻雜濃度和第三摻雜區DA3的n型摻雜子的摻雜濃度可以各自獨立地等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，並且第二摻雜區DA2的n型摻雜子的摻雜濃度可以等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。第一摻雜區DA1的長度HA1可以在大約500nm到大約1,200nm的範圍內，第二摻雜區DA2的長度HA2可以在大約1,800nm到大約2,500nm的範圍內，並且第三摻雜區DA3的長度HA3可以在約1,500nm至約2,200nm的範圍內。當每個摻雜區 DA1 至 DA3 具有上述摻雜濃度 n(x) 和長度 HA1、HA2 或 HA3 時，發光元件 ED3 的第一半導體層 31 的摻雜濃度指數 IDC 可以大於約2.5*10 11atoms/cm。
第22圖係根據實施例的發光元件ED5的第二半導體層32的放大圖。
請參照第22圖，在根據實施例的發光元件ED5中，第二半導體層32還可以包括具有不同摻雜濃度的摻雜區DA4和DA5。例如：第二半導體層32可以包括第四摻雜區DA4和第五摻雜區DA5，第五摻雜區DA5具有與第四摻雜區DA4不同的p型摻雜子的摻雜濃度。第四摻雜區DA4可以接觸發光層36，第五摻雜區DA5可以設置在第四摻雜區DA4與電極層37之間。如在上面的等式1中，第二半導體層32的摻雜濃度指數可以定義為通過對摻雜濃度n(x)和從第四摻雜區DA4和發光層36之間的界面到第五摻雜區DA5和電極之間的界面的距離x的乘積進行積分而獲得的數值。在第二半導體層32中，摻雜區DA4和DA5中的每一個的摻雜濃度可以被調整為具有等於或大於實施例的數值的摻雜濃度指數，使得發光元件ED5的偶極矩可具有較大的數值。
發光元件ED的形狀和材料不限於第5圖中的那些，在實施例中，發光元件ED可以包括更多的層數或者可以具有不同的形狀。
第23圖係根據一實施例的發光元件ED6的示意圖，第24圖係第23圖的發光元件ED6的示意性剖視圖，第24圖示出了第23圖的沿着縱軸方向截取的發光元件ED6的示意性截面，並且示出了半導體層的堆疊。
請參照第23圖和第24圖，根據實施例的發光元件ED6還可以包括第三半導體層33、第四半導體層34、第五半導體層35。第三半導體層33設置在第一半導體層31與發光層36之間，第四半導體層34設置在第一半導體層34與發光層36之間，第五半導體層35設置在發光層36與第二半導體層32。第23圖和24的發光元件ED6不同於第5圖的實施例在於，發光元件ED6還具備半導體層33～35和電極層37A、37B，發光層36含有不同的元素。將省略任何多餘的描述，並且將在下面描述不同之處。
在第5圖的發光元件ED中，發光層36可以包括氮(N)，以發射藍光或綠光。在另一個實施例中，在第23圖的發光元件ED6中，發光層36和其他半導體層中的每一個可以是包括磷(P)的半導體。根據實施例的發光元件ED6可以發射具有在約620nm至約750nm範圍內的中心波長帶的紅光。
第一半導體層31可以是n型半導體層，並且可以包括具有化學式In xAl yGa 1-x-yP (0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半導體材料。第一半導體層31可以是n型摻雜的InAlGaP、GaP、AlGaP、InGaP、AlP或InP中的任何一種或多種。例如：第一半導體層31可以是摻雜有n型Si的n-AlGaInP。
第二半導體層32可以是p型半導體層，並且可以包括具有化學式In xAl yGa 1-x-yP (0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半導體材料，第二半導體層32可以是p型摻雜的InAlGaP、GaP、AlGaP、InGaP、AlP或InP中的任何一種或多種。例如：第二半導體層32可以是摻雜有p型Mg的p-GaP。
發光層36可以由包括磷(P)的材料製成，並且可以包括具有單或多量子阱結構的材料，以發射特定波長帶中的光。發光層36的量子層可以包括AlGaP或AlInGaP，阱層可以包括例如GaP或AlInP的材料。例如：發光層36可以包括作為量子層的AlGaInP和作為阱層的AlInP，以發射具有在大約620nm到大約750nm範圍內的中心波長帶的紅光。
發光元件ED6可以包括與發光層36相鄰設置的覆蓋層(clad layer)。如圖式所示，第三半導體層33和設置在第一半導體31和第二半導體層32之間的發光層36下方和上方的第四半導體層34可以是覆蓋層。
第三半導體層33可以設置在第一半導體層31與發光層36之間，如同第一半導體層31，第三半導體層33可以是n型半導體，並且可以包括具有化學式的半導體材料In xAl yGa 1-x-yP (0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。例如：第一半導體層31可以是n-AlGaInP，第三半導體層33可以是n-AlInP，但本發明不限於此。
第四半導體層34可以設置在發光層36與第二半導體層32之間，如同第二半導體層32，第四半導體層34可以是p型半導體，並且可以包括具有化學式的半導體材料In xAl yGa 1-x-yP (0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。例如：第二半導體層32可以是p-GaP，第四半導體層34可以是p-AlInP。
第五半導體層35可以設置在第四半導體層34與第二半導體層32之間，如同第二半導體層32和第四半導體層34，第五半導體層35可以是p型摻雜半導體。在實施例中，第五半導體層35可以減小第四半導體層34與第二半導體層32之間的晶格常數的差異。第五半導體層35可以是拉伸應變勢壘減小層(ensile strain barrier reducing layer)。例如：第五半導體層35可以包括但不限於p-GaInP、p-AlInP或p-AlGaInP。
第一電極層37A和第二電極層37B可以分別設置在第一半導體層31的表面和第二半導體層32的表面上。第一電極層37A可以設置在第一半導體層31的下表面，第二電極層37B可以設置在第二半導體層32的上表面。然而，本發明不限於此，並且在可以省略第一電極層37A和第二電極層37B中的至少任何一個。例如：在發光元件ED6中，第一電極層37A可以不設置在第一半導體層31的下表面上，而僅一個第二電極層37B設置在第二半導體層32的上表面上。根據實施例的發光元件ED6可以通過包括更多數量的半導體層來發射紅色光。
根據實施例的發光元件包括具有等於或大於實施例的數值的摻雜濃度指數數值，以具有大的偶極矩的半導體層。
根據實施例的顯示裝置包括上述發光元件。因此，可以增加正向取向發光元件的比例，並且可以增加發光效率和製造良率。
實施例已在本說明書中公開，並且儘管使用了多個術語，但其僅被用作通用和描述性的意義，並且不旨在用於限制。在一些情況下，本發明所屬領域中具有通常知識者將顯而易見地結合實施例描述的特徵、特性和/或元件可以單獨使用或與結合描述的特徵、特性和/或元件組合使用除非另有特別說明，否則與其他實施例一起使用。因此，本發明所屬領域中具有通常知識者將理解，在不脫離如請求項中闡述的本揭露的精神和範圍的情況下，可以對形式和細節進行各種改變。
10:顯示裝置 31:第一半導體層 32:第二半導體層 33:第三半導體層 34:第四半導體層 35:第五半導體層 36:發光層 37:電極層 38:絕緣膜 100:目標基板 110:基底基板 120:緩衝材料層 130:子半導體層 300:半導體結構 310:第一半導體材料層 311:殘留半導體層 320:第二半導體材料層 360:發光材料層 370:電極材料層 380:絕緣膜 400:光罩層 410:第一絕緣光罩層 420:第二絕緣光罩層 500:光罩圖案 310_L:基底層 310_U:上層 37A:第一電極層 37B:第二電極層 ACT1:主動層 BL:緩衝層 BNL:堤壁層 BP1、BP2:堤壁圖案 CAS:底部金屬層 CDP1:第一導電圖案 CDP2:第二導電圖案 CNE:連接電極 CNE1、CNE2:連接電極 CT1:第一接觸部分 CT2:第二接觸部分 CTD:第一接觸孔 CTS:第二接觸孔 D1:第一汲極 DA1:第一摻雜區 DA2:第二摻雜區 DA3:第三摻雜區 DA4:第四摻雜區 DA5:第五摻雜區 DPA:顯示區域 DR1:第一方向 DR2:第二方向 DR3:第三方向 ED、ED1-ED6:發光元件 EMA:發光區域 G1:閘極 GI:第一閘極絕緣層 HA1:第一摻雜區的長度 HA2:第二摻雜區的長度 HA3:第三摻雜區的長度 HB:第二半導體層的長度 Hc:發光層的長度 IL1:第一層間絕緣層 l 0:第一界面 l 1:第二界面 l 2:端面 l 3:端面 N1-N1'、N2-N2':直線 NDA:非顯示區域 PAS1:第一絕緣層 PAS2:第二絕緣層 PAS3:第三絕緣層 PX:像素 RME:電極 RME1:第一電極 RME2:第二電極 ROP:分離部分 S1:源極 SA:子區域 SL:分離表面 SPXn、SPX1-SPX3:子像素 SR:半導體柱 SUB:基板 T1:第一電晶體 VIA:通孔層 VL1:第一電壓線 VL2:第二電壓線 x:距離
本發明的上述和其他方面和特徵將通過參照圖式對其實施例的詳細描述而變得更加清楚，其中： 第1圖係一實施例的顯示裝置的示意性俯視圖； 第2圖係根據一實施例的顯示裝置的像素的示意性俯視圖； 第3圖係沿着第2圖的直線N1-N1'截取的示意性剖視圖； 第4圖係沿着第3圖的直線N2-N2'截取的示意性剖視圖； 第5圖係根據一實施例的發光元件的示意圖； 第6圖係第5圖的發光元件的示意性剖視圖； 第7圖～第15圖係示出了根據一實施例的製造發光元件的方法的示意性剖視圖； 第16圖和第17圖係根據多個實施例的發光元件的示意性剖視圖； 第18圖和第19圖係示出了製造第16圖的發光元件的方法的一部分的示意性剖視圖； 第20圖和第21圖係根據多個實施例的發光元件的示意性剖視圖； 第22圖係根據一實施例的發光元件的第二半導體層的放大圖； 第23圖係根據一實施例的發光元件的示意圖；以及 第24圖係第23圖的發光元件的示意性剖視圖。
ACT1:主動層
BL:緩衝層
BNL:堤壁層
BP1、BP2:堤壁圖案
CDP1:第一導電圖案
CNE1、CNE2:連接電極
CT1:第一接觸部分
CT2:第二接觸部分
D1:第一汲極
DPA:顯示區域
DR3:第三方向
ED、ED1-ED6:發光元件
G1:閘極
GI:第一閘極絕緣層
IL1:第一層間絕緣層
N1-N1':直線
PAS1:第一絕緣層
PAS2:第二絕緣層
PAS3:第三絕緣層
RME1:第一電極
RME2:第二電極
S1:源極
SUB:基板
T1:第一電晶體
VIA:通孔層
VL1:第一電壓線
VL2:第二電壓線

Claims (26)

  1. 一種發光元件，其包括： 一第一半導體層，摻雜一n型摻雜子； 一第二半導體層，摻雜一p型摻雜子； 一發光層，設置在該第一半導體層與該第二半導體層之間；及 一絕緣膜，圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層， 其中由等式1表示的該第一半導體層的一摻雜濃度指數等於或大於約2.5*10 11atoms/cm： [等式 1] IDC(摻雜濃度指數)=
    Figure 03_image001
    其中在等式 1 中， l 0為該第一半導體層與該發光層的一界面的位置， l是該第一半導體層與該發光層的該界面相對的一端面的位置， x是從l 0到l的距離，以及 n(x)是根據該第一半導體層的一x值的一摻雜子的摻雜濃度。
  2. 如請求項1所述的發光元件，其中該第一半導體層的該摻雜濃度指數等於或大於約4*10 11atoms/cm。
  3. 如請求項1所述的發光元件，其中該第一半導體層包括： 一第一摻雜區；以及 一第二摻雜區，具有比該第一摻雜區更高的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  4. 如請求項3所述的發光元件，其中 該第一摻雜區的一長度不同於該第二摻雜區的一長度；以及 該第一摻雜區與該發光層接觸。
  5. 如請求項1所述的發光元件，其中該第一半導體層包括： 一第一摻雜區，與該發光層接觸， 一第二摻雜區，與該第一摻雜區接觸，並且該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 一第三摻雜區，與第二摻雜區接觸，並且該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  6. 如請求項5所述的發光元件，其中 該第一摻雜區比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更長，以及 該第二摻雜區比該第三摻雜區更短。
  7. 如請求項6所述的發光元件，其中 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第二摻雜區和該第三摻雜區中每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  8. 如請求項5所述的發光元件，其中 該第一摻雜區比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更短，以及 該第二摻雜區比該第三摻雜區更長。
  9. 如請求項8所述的發光元件，其中 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度小於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度小於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  10. 如請求項8所述的發光元件，其中 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度與該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度相同。
  11. 一種顯示裝置，其包括： 一第一電極和一第二電極，設置在一基板上並且彼此間隔開； 一第一絕緣層，設置在該第一電極及該第二電極上； 複數個發光元件，設置在該第一絕緣層上且設置在該第一電極與該第二電極上； 一第一連接電極，與每一該複數個發光元件的一端接觸；以及 一第二連接電​​極，與每一該複數個發光元件的另一端接觸，其中 每一該複數個發光元件包括： 一第一半導體層，摻雜一n型摻雜子； 一第二半導體層，摻雜一p型摻雜子； 一發光層，設置在該第一半導體層與該第二半導體層之間；以及 一絕緣膜，圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層， 其中由等式1表示的該第一半導體層的一摻雜濃度指數等於或大於約2.5*10 11atoms/cm或以上： 該複數個發光元件的一數量包括複數個第一端和複數個第二端，該複數個第一端設置有該第一半導體層，該複數個第二端與該複數個第一端相對 ，其中第一端接觸第二連接電​​極且第二端接觸第一連接電極，以及 在該複數個發光元件中，該複數個發光元件的該數量中的一比例等於或大於約60%： [等式 1] IDC(摻雜濃度指數)=
    Figure 03_image001
    其中在等式 1 中， l 0為該第一半導體層與該發光層的一界面的位置， l是該第一半導體層與該發光層的該界面相對的一端面的位置， x是從l 0到l的距離，以及 n(x)是根據該第一半導體層的一x值的一摻雜子的摻雜濃度。
  12. 如請求項11所述的顯示裝置，其中 每個該複數個發光元件中的該第一半導體層的該摻雜濃度指數等於或大於約4*10 11atoms/cm， 在該複數個發光元件中，該複數個發光元件的該數量的該比例為約80%以上。
  13. 如請求項11所述的顯示裝置，其中 該第一半導體層包括： 一第一摻雜區，與該發光層接觸， 一第二摻雜區，該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第一摻雜區比該第二摻雜區更長。
  14. 如請求項11所述的顯示裝置，其中該第一半導體層包括： 一第一摻雜區，與該發光層接觸， 一第二摻雜區，與該第一摻雜區接觸，並且該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 一第三摻雜區，與第二摻雜區接觸，並且該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  15. 如請求項14所述的顯示裝置，其中 該第一摻雜區比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更短，以及 該第二摻雜區比該第三摻雜區更長， 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第二摻雜區和該第三摻雜區中每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  16. 如請求項14所述的顯示裝置，其中 該第一摻雜區比該第二摻雜區和第三摻雜區中的每一個更短， 該第二摻雜區比該第三摻雜區更長， 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度小於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度小於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  17. 一種半導體結構，其包括： 一第一半導體層，摻雜一n型摻雜子； 一第二半導體層，摻雜一p型摻雜子； 一發光層，設置在該第一半導體層與該第二半導體層之間；及 一絕緣膜，圍繞該第一半導體層、該第二半導體層和該發光層，其中 該第一半導體層的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約1*10 18atoms/cm 3。
  18. 如請求項17所述的半導體結構，其中該第一半導體層的n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約6*10 18atoms/cm 3。
  19. 如請求項17所述的半導體結構，其中該第一半導體層包括： 一第一摻雜區；以及 一第二摻雜區，該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度大於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  20. 如請求項19所述的半導體結構，其中 該第一摻雜區的一長度不同於該第二摻雜區的一長度，以及 該第一摻雜區與該發光層接觸。
  21. 如請求項17所述的半導體結構，其中 該第一半導體層包括： 一第一摻雜區，與接觸該發光層， 一第二摻雜區，與該第一摻雜區接觸，並且該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 一第三摻雜區，與該第二摻雜區接觸，並且該第三摻雜區的n型摻雜子的摻雜濃度不同於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  22. 如請求項21所述的半導體結構，其中 該第一摻雜區比該第二摻雜區和該第三摻雜區中的每一個更長，以及 該第二摻雜區比該第三摻雜區更短。
  23. 如請求項22所述的半導體結構，其中 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，以及 該第二摻雜區和該第三摻雜區中的每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。
  24. 如請求項21所述的半導體結構，其中 該第一摻雜區比該第二摻雜區和該第三摻雜區中的每一個更短， 該第二摻雜區比該第三摻雜區更長， 該第一摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度小於該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度，以及 該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度小於該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度。
  25. 如請求項24所述的半導體結構，其中 該第一摻雜區和該第二摻雜區中的每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或小於約6*10 18atoms/cm 3，以及 該第三摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約6*10 18atoms/cm 3。
  26. 如請求項21所述的半導體結構，其中 該第一摻雜區和該第三摻雜區中的每一個的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或大於約6*10 18atoms/cm 3，以及 該第二摻雜區的該n型摻雜子的摻雜濃度等於或小於約6*10 18atoms/cm 3。
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