具有优化有源表面的微电子二极管的制作方法

文档序号:14624830发布日期:2018-06-08 08:13阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种光发射或光接收二极管(102),至少包括:

形成p-n结的掺杂的第一半导体部分和掺杂的第二半导体部分(120,126),所述第一半导体部分(126)的第一部分(124)布置在所述第一半导体部分(126)的第二部分(132)和所述第二半导体部分(120)之间;

介电部分(130),所述介电部分覆盖所述第二半导体部分(120)的侧壁和所述第一半导体部分(126)的所述第一部分(124)的侧壁;

第一电极(142),所述第一电极抵靠所述介电部分(130)的外侧壁以及抵靠所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)的侧壁(134)而布置,所述第一电极仅通过与所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)的所述侧壁(134)接触而电连接到所述第一半导体部分(126),并且穿过所述第一半导体部分(126)的整个厚度;

光学反射的第二电极(144),所述第二电极电连接到所述第二半导体部分(120),使得所述第二半导体部分(120)布置在所述第二电极(144)和所述第一半导体部分(126)之间;

其中,意图由所述二极管(102)通过所述第一半导体部分(126)来发射或接收光。

2.根据权利要求1所述的二极管(102),还包括介电掩模(118),使得所述第二电极(144)的第一部分(119)布置在所述介电掩模(118)与所述第二半导体部分(120)之间,并且使得所述第二电极(144)的至少一个第二部分布置在穿过所述介电掩模(118)的至少一个开口(136)中,并且使得所述介电部分(130)覆盖所述介电掩模(118)的侧壁。

3.根据权利要求2所述的二极管(102),其中,所述介电掩模(118)的顶面、所述介电部分(130)的顶面以及所述第一电极和第二电极(142,144)的顶面共同形成所述二极管(102)的基本上平坦的连续表面。

4.根据前述权利要求中任一项所述的二极管(102),其中,所述介电部分(130)的所述外侧壁与所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)的所述侧壁(134)对齐。

5.根据前述权利要求中任一项所述的二极管(102),其中,所述第一半导体部分(126)包括按照不同导电水平掺杂的至少两个半导体(108,110)的堆叠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的二极管(102),其中,所述第一半导体部分(126)的厚度在约2μm至4μm的范围内。

7.根据前述权利要求中任一项所述的二极管(102),其中,所述二极管(102)是光电二极管或发光二极管LED。

8.根据权利要求7所述的二极管(102),其中,所述光电二极管包括在所述第一半导体部分和所述第二半导体部分(120,126)之间布置的至少一个本征半导体部分,并且使得所述本征半导体部分的侧壁被所述介电部分(130)覆盖,或其中,所述LED包括在所述第一半导体部分和所述第二半导体部分(120,126)之间布置的至少一个量子阱处的至少一个有源发射区域(122),并且使得所述有源发射区域(122)的侧壁被所述介电部分(130)覆盖。

9.根据前述权利要求中任一项所述的二极管(102),还包括互连衬底(148),在所述互连衬底上布置所述二极管,并且所述二极管(102)的所述第一电极和所述第二电极(142,144)电连接到所述互连衬底。

10.一种电子设备(100),所述电子设备包括多个根据前述权利要求中任一项所述的二极管(102),其中,第一电极(142)中的每个电极还仅通过与至少一个相邻二极管(102)的第一半导体部分(126)的第二部分(132)的侧壁(134)接触而电连接到所述至少一个相邻二极管(102)的所述第一半导体部分(126)。

11.根据权利要求10所述的电子设备(100),其中,所述二极管(102)属于形成所述电子设备(100)的像素阵列的类似结构的二极管(102)的阵列。

12.一种用于产生光发射或光接收二极管(102)的方法,至少包括以下步骤:

产生层堆叠,该层堆叠包括按照相反导电类型掺杂的至少第一半导体层和第二半导体层(106,114)以及至少一个导电和光学反射层(115),使得所述第二半导体层(114)布置在所述第一半导体层(106)与所述导电和光学反射层(115)之间;

通过所述导电层(115)、所述第二半导体层(114)和所述第一半导体层(106)的厚度的一部分对所述层堆叠进行第一蚀刻,形成所述二极管(102)的第二电极(144)的第一部分(119)、第二半导体部分(120)和第一半导体部分(126)的第一部分(124),所述二极管(102)意图通过所述第一半导体部分来发射或接收光;

产生介电部分(130),所述介电部分覆盖所述第二电极(144)的所述第一部分(119)的侧壁、所述第二半导体部分(120)的侧壁和所述第一半导体部分(126)的所述第一部分(124)的侧壁;

通过所述第一半导体层(106)的剩余厚度对所述层堆叠进行第二蚀刻,形成所述第一半导体部分(126)的第二部分(132),使得所述第一半导体部分(126)的所述第一部分(124)布置在所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)与所述第二电极(144)的所述第一部分(119)之间,所述第一半导体部分和所述第二半导体部分(120,126)形成p-n结;

产生第一电极(142),所述第一电极抵靠所述介电部分(130)的外侧壁以及抵靠所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)的侧壁(134)而布置,所述第一电极(142)仅通过与所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)的所述侧壁(134)接触而电连接到所述第一半导体部分(126),并且穿过所述第一半导体部分(126)的整个厚度,以及在所述第二电极(144)的所述第一部分(119)上产生所述第二电极(144)的第二部分。

13.根据权利要求12所述的方法,其中,通过在所述层堆叠上布置的介电掩模(118)来实施所述层堆叠的所述第一刻蚀,以及其中,所述介电部分(130)覆盖所述介电掩模(118)的侧壁。

14.根据权利要求13所述的方法,其中,进行所述层堆叠的所述第二蚀刻,使得所述介电部分(130)的所述外侧壁与所述第一半导体部分(126)的所述第二部分(132)的所述侧壁(134)对齐。

15.根据权利要求13或14所述的方法,其中,所述第二电极(144)的所述第二部分和所述第一电极(142)的产生包括实施以下步骤:

通过所述介电掩模(118)产生开口(136),并且开放到所述第二电极(144)的所述第一部分(119)上;

将至少一种导电材料(138,140)沉积到所述开口(136)和通过实施第一蚀刻和第二蚀刻通过所述层堆叠形成的空间(128)中;

对所述导电材料(138,140)进行平坦化一直到所述介电掩模(118)上为止。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法,其中,在初始衬底(104)上产生所述层堆叠,使得所述第一半导体层(106)布置在所述第二半导体层(114)与所述初始衬底(104)之间。

17.根据权利要求16所述的方法,还包括下述步骤:在产生所述第一电极(142)和所述第二电极(144)的所述第二部分之后,将所述二极管(102)转移到互连衬底(148)上,使得所述二极管(102)的所述第一电极和所述第二电极(142,144)电连接到所述互连衬底(148),然后去除所述初始衬底(104)。

18.一种用于制造电子设备(100)的方法,所述方法包括实施根据权利要求12至17中任一项所述的方法,其中,实施步骤形成多个二极管(102),使得所述第一电极(142)中的每个电极仅通过与至少一个相邻二极管(102)的第一半导体部分(126)的第二部分(132)的侧壁(134)接触而电连接到所述至少一个相邻二极管(102)的所述第一半导体部分(126)。

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