[发明专利]生成具有光发射和/或光接收二极管的器件的方法

说明书

本发明涉及一种用于生成具有光发射和/或光接收二极管(102)的器件(100)的方法，包括：‑在衬底上生成包括被掺杂的第一半导体层和第二半导体层的层的堆叠；‑进行堆叠的第一蚀刻，形成穿过第二层的整个厚度的第一开口；‑在第一开口中生成覆盖第二层侧壁的介电部分(138)；‑进行堆叠的第二蚀刻，使第一开口延伸直到到达衬底，界定出二极管的p‑n结；‑进行使第一开口延伸进入衬底的一部分中的蚀刻；‑在第一开口中生成第一导电部分(148)，形成二极管的第一电极，以及生成被电连接至第二层的第二电极(150)；‑去除衬底，形成准直栅格(160)。

技术领域

本发明涉及具有光发射二极管(例如，LED或微型LED)和/或光接收二极管(例如，光电二极管)的器件领域。特别地，本发明涉及一种用于生成具有光发射和/或光接收二极管的器件的方法。本发明尤其适用于以下领域：

-LED照明器件，包括有LED矩阵的电子器件，诸如显示屏，投影仪或图像墙；

-包含光电二极管矩阵的电子或微电子感光器件，例如图像传感器；

-包含光发射二极管和光接收二极管的器件，形成了例如传感器和显示屏。

背景技术

在具有光发射二极管和光接收二极管的器件中，提高这些器件的分辨率是有益的，也就是说，增加器件每个表面单元的有源单元格或者像素的数量。提高分辨率既涉及减小像素的单位尺寸，又涉及改善像素之间的光学间隔以显著降低串扰，串扰即相邻像素之间所发生的光学干涉。在像素包括光发射二极管的情况下，其方向性的增加也有助于获得分辨率的提高。

此外，必须在实现这种分辨率提高的同时，限制与器件的接收灵敏度和/或发射率有关的损耗，这意味着像素的有用表面或敏感表面的减少，也就是说，像素的接收表面和/或发射表面伴随着外围死区的表面(也就是说，不发射光或不接收光的表面)的减少，外围死区对应于例如由二极管的电极所占据的区域以及由被设置在像素之间以及像素周围的绝缘区域所占据的区域。外围死区的表面的这种减小包括在保持或改善像素之间的光学间隔的同时，最小化外围死区的表面在像素周围的宽度。

在当前的器件中，要获得良好的性能，需要生成一种用于光学分离像素的元件，该元件被布置在像素的发射面和/或接收面之上。像素中的这种被称为准直栅格或分隔栅格的光学分离元件使得可以避免相邻像素之间的寄生反射，并且在光电发射器的情况下，使得可以改善光发射的方向性。

通常，在像素被生成之后，准直栅格被转移到像素的顶部。为了不限制像素的有用表面并且获得良好的性能，形成准直栅格的壁被制成为尽可能的薄，例如，对于每个具有有用表面的像素，壁的宽度小于约5μm，还具有重要的高度，例如大于约10μm，有用表面侧面的尺寸(宽度)大约等于40μm，。这样的尺寸导致准直栅格具有高的纵横比(高/宽比)，例如大于2。此外，壁的垂直性，低粗糙度和良好的反射率，使得可以获得不对像素所接收和/或所发射的光信号的反射，衍射和散射进行干扰的准直栅格。

在器件所包括的二极管从其前表面(与位于衬底的生成有二极管的一侧上的面相对的面)进行光发射和/或光接收的情况下，可以在生成器件的互连层(也被称为BEOL(线路后端))的过程中，生成这种准直栅格。在二极管的前表面的一侧上形成的这些互连层之一，可以被专用于生成准直栅格。这种配置使得可以获得高度集成化，从而获得小的体积，以及准直栅格与像素的良好对准。但是，该配置不适用于从二极管的后表面进行光发射和/或光接收的器件，因为互连层会被生成在器件的前表面上。此外，由此获得的准直栅格的高度受到为生成互连层而实施的技术的限制，此高度通常大约在1μm和3μm之间。

因此，在器件从其后表面进行光发射和/或光接收的情况下，通过在生成互连层将器件转移至支撑件上以及移除生成了该器件的衬底之后所实施的特定方法来生成准直栅格。衬底的移除释放了在其上生成了准直栅格的二极管的后表面。在这种情况下，需要解决的主要问题为准直栅格与像素的对准问题，以及具有高纵横比的准直栅格的生成问题。