[发明专利]一种硅基MOS管控制发光二极管的器件、阵列及制造方法

权利要求书

1.一种硅基MOS晶体管控制发光二极管的半导体器件，其特征在于包括至少两个半导体衬底、位于所述半导体衬底之上形成的一个硅基MOS晶体管和一个发光二极管，发光二极管记为LED，其中：

所述LED包括至少一个发光层、位于所述发光层之上的p型区域、位于所述发光层之下的n型区域；

所述硅基MOS晶体管包括至少一个源区、一个漏区、一个衬底区和一个栅区；

所述硅基MOS晶体管的衬底区位于发光二极管的p型区域之上，通过SiO₂实现电学隔离；

所述硅基MOS晶体管的源极或漏极与所述的LED的p型区域通过金属连接。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体衬底为GaN、GaP、GaAs、InGaAs、InP、SiC或者其它III-V族的半导体。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述LED的发光层为由AlGaAs、InGaAsP、GaP、GaAsP、AlGaInP、InGaN、GaN或SiC材料构成的单个或多重量子阱结构。

4.一种如权利要求1所述硅基MOS晶体管控制发光二极管的半导体器件的制造方法，其特征在于具体步骤包括：

提供一个半导体衬底；

在所述衬底上一次形成LED的n型区域、发光层、p型区域；

淀积形成SiO₂隔离层，并在其上键合一层硅原片作为MOS器件的衬底；

依次淀积形成第一层绝缘薄膜、第一层导电薄膜；

刻蚀所述第一层绝缘薄膜、第一层导电薄膜形成硅基MOS晶体管的栅区；

进行离子注入，形成硅基MOS晶体管的源区和漏区；

刻蚀前述多余硅片部分和氧化层部分，形成LED的p型电极开口；

刻蚀前述LED的p型区域和发光层，形成LED的n型电极开口；

淀积第二层绝缘薄膜，并刻蚀所述第二层绝缘薄膜形成接触孔；

淀积第二层导电薄膜，并刻蚀所述第二层导电薄膜形成金属接触。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述半导体为GaAs、InAs、InGaAs、InP、SiC或者其它III-V族材料的半导体。

6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一层绝缘薄膜为SiO₂、高k材料或者为他们之间的混合层。

7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一种绝缘介质、第二层绝缘薄膜为SiO₂、Si₃N₄或者为他们之间的混合物。

8.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一层导电薄膜为TiN、TaN、RuO₂、Ru或WSi金属栅材料，或者为掺杂的多晶硅。

9.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第二层导电薄膜为Cu、Al、Ti、Ta或TaN金属导电材料。

10.一种硅基MOS晶体管控制发光二极管的半导体器件阵列，其特征在于，由多个如权利要求1所述的半导体器件组成一个半导体器件阵列，所述硅基MOS晶体管的漏极或源极与阵列中的多条位线中的任意一条相连接，所述MOS晶体管的栅极与阵列中的多条字线中的任意一条相连接，所述LED的负极与阵列中的多条地线中的任意一条相连接。