[发明专利]光电子半导体器件

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及光电子半导体器件，特别是在衬底上既含有设有p型电极的p型半导体又含有设有n型电极的n型半导体的半导体器件。

背景技术

光电子半导体器件是指利用半导体的光-电子转换效应制成的各种功能器件。其产品有发光二极管（LED）、激光二极管（LD）、光电探测器或光电接收器、太阳电池等。

光电子半导体器件的内部量子效率与结晶缺陷密度具有很强的反比关系，结晶缺陷的存在影响了发光效率。因此，对于光输出的光源来说，提高其设计性和控制性均是非常困难的。

光电子半导体器件在作为光源使用时，有必要进一步地其提高发光效率，增加光输出量。为达到这个目的，需要在结晶缺陷和不纯物含量都极少的高品质结晶的基础上进行，并且还要减少非发光性的再结合比例，提高内部量子的效率进而开发制成高发光效率的光电子半导体器件。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种光电子半导体器件，本发明所要解决的技术问题：如何在结晶缺陷较多的半导体外延结晶片上分割后得到光电子半导体芯片并制成既含有设有p型电极的p型半导体又含有设有n型电极的n型半导体的半导体器件，该光电子半导体器件的发光面积和光输出量达到最优，从而使光电子半导体器件能够做到可控，高可靠性和更高的效率。

本发明通过下列技术方案来实现：一种光电子半导体器件，其特征在于，该半导体器件包括衬底和生长在衬底上的半导体芯片，该半导体芯片通过如下方法在光电子半导体外延结晶片上得到：

在发光领域存在的结晶缺陷密度D超过光电子半导体外延结晶片标定的最小结晶缺陷密度D时，算出有效发光面积A的最大值，在有效发光面积A的最大值范围内选取半导体芯片有效发光面积A2并以该半导体芯片有效发光面积A2对外延结晶片进行切割，并得到半导体芯片；之后用半导体芯片制造出在衬底上具有包含设有n型电极的n型半导体以及包含设有p型电极的p型半导体的光电子半导体器件。

一个制作完成的光电子半导体外延结晶片上会存在结晶缺陷，结晶缺陷的存在影响了发光效率，因此厂家通过设备检测出外延结晶片上的结晶缺陷密度D后会标定出外延结晶片的最小结晶缺陷密度，并根据制造能力判定该最小结晶缺陷密度的外延结晶片是否是不良品，不良品分割出来有效的半导体芯片数量很少，一般不值得再分割而会作废品来处理。因此，国内厂家生产的光电子半导体芯片的产出比低，浪费情况严重。本光电子半导体器件通过上述的方法将一些结晶缺陷密度大的外延结晶片也能够进行分割从而得到较多数量有效的光电子半导体芯片，提高效率，减少浪费。并且能够使该光电子半导体器件的发光面积和光输出量达到最优，从而使光电子半导体器件能够做到可控，高可靠性和更高的效率。半导体芯片有效发光面积A2的具体选取面积由实际生产时确定。

在上述的光电子半导体器件中，所述衬底为单晶Al₂O₃、单晶SiC、单晶GaN、单晶Ga₂O₃、单晶ZnO、单晶GaAs、单晶InP或单晶Si；或者是上述材料在多晶上结合单晶而形成一体化的衬底；或者是上述材料在非结晶上结合单晶而形成一体化的衬底。

在上述的光电子半导体器件中，所述的衬底上形成Ⅲ族氮化物半导体或者Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体或者Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的半导体芯片，所述半导体芯片包括发光层，在衬底和发光层之间生长有能够降低衬底结晶缺陷对半导体器件影响的缓冲层。

在上述的光电子半导体器件中，所述Ⅲ族氮化物半导体是指含有GaN、InN或者AlN的一种或几种而形成的能够发出可见光或者紫外光的Ⅲ族氮化物混晶化合物半导体；所述的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体是指含有ZnO、ZnS、ZnSe、CdO、MgO、MgZnO、MgS、MgSe或者CdS的一种或者几种而形成的能够发出可见光或者紫外光的Ⅱ-Ⅵ族化合物混晶化合物半导体。

在上述的光电子半导体器件中，所述的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是指含有GaAs、InAs、InP或者AlAs的一种或几种而形成的能够发出可见光或者红外光的Ⅲ-Ⅴ族化合物混晶化合物半导体。