[发明专利]光电元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电元件(optoelectronic device)及其制造方法，且特别涉及一种通过原子层沉积(atomic layer deposition)工艺形成钝化层的光电元件及其制造方法。

背景技术

随着光电产业的迅速发展，各种光电元件，如发光二极管(light-emittingdiode)、激光二极管(laser diode)、光检测器(photo-detector)以及太阳能电池(solar cell)等等，已经被广泛应用在各个领域。随着相关技术的进步，使用者对于光电元件的发光效率或光电转换效率等性能的要求也越来越高。

一般而言，在光电元件的表面形成钝化层，可以相当程度地提升光电元件的各项性能，如发光效率或光电转换效率。以硅发光二极管为例，具有高效率的硅发光二极管传统上会以热氧化层(thermal oxide)作为表面钝化层。其制造方法将硅晶圆在高温下通入氧气，使硅晶圆的表面发生氧化作用，以产生二氧化硅的钝化层。形成于硅发光二极管上的表面钝化层可以提供硅发光二极管表面钝化效果，进而提升硅发光二极管的发光效率。

然而，以传统方法形成的钝化层常常会有厚度控制不佳、表面覆盖能力不足或缺陷密度过高等缺点。此类品质不佳的钝化层对于光电元件各项性能的提升，并不会有很大的帮助。

此外，一般在光电元件表面形成氧化层的工艺温度往往高达摄氏数百度甚至1000℃以上。过高的工艺温度可能破坏光电元件表面已经制作好的结构，并且可能造成设备故障及/或损坏，进而降低工艺可靠度以及设备妥善率。

因此，本发明的范畴在于提供一种光电元件及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的范畴在于提供一种光电元件及其制造方法，其通过原子层沉积工艺形成钝化层，该钝化层覆盖光电元件的多层结构。

根据本发明一个较佳具体实施例的制造半导体发光元件的方法，首先，制备衬底(substrate)。接着，于衬底上形成多层结构(multi-layer structure)。然后，通过原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)工艺及/或等离子体增强原子层沉积(plasma-enhanced ALD)工艺(或等离子体辅助原子层沉积(plasma-assisted ALD)工艺)，形成钝化层(passivation layer)，并且钝化层覆盖多层结构。

根据本发明的方法，其中该钝化层于范围从室温至600℃中的工艺温度下形成。

根据本发明的方法，其中该钝化层于完成沉积后进一步于范围从100℃至1200℃中的温度下进行退火处理。

根据本发明的方法，其中该光电元件选自由有机发光二极管、有机太阳能电池、无机发光二极管、无机太阳能电池、光检测器以及激光二极管所组成的群组中的其中一个。

根据本发明的方法，其中该多层结构包含选自由金属绝缘层半导体结构、PN结、异质结、量子阱、量子线、量子点、超晶格、纳米柱、纳米管、纳米线以及纳米颗粒所组成的群组中的其中一个。

根据本发明的方法，其中该衬底选自由蓝宝石衬底、硅衬底、SiC衬底、GaN衬底、ZnO衬底、ScAlMgO₄衬底、YSZ衬底、SrCu₂O₂衬底、LiGaO₂衬底、LiAlO₂衬底、GaAs衬底以及玻璃衬底所组成的群组中的其中一个。

根据本发明的方法，其中该衬底为图案化衬底。