[发明专利]用于制造具有二极管的矩阵的光电器件的方法

说明书

根据本发明，一种用于制造具有二极管(2)的矩阵的光电器件(1)的方法，其中，所述二极管具有半导体堆叠(30)，所述方法包括以下步骤：‑提供生长衬底(10)，所述生长衬底具有涂覆有限定成核表面(12b)的成核层(12)的承载衬底(11)；‑在所述成核表面上沉积电介质层(20)；‑在所述电介质层中形成多个通孔(21)，所述通孔(21)延伸到所述成核表面；并且此外：o蚀刻位于所述通孔中的成核层，以便释放承载表面的上表面并暴露成核层的侧表面，从而形成成核侧面(12c)；然后o形成在承载衬底中延伸的电介质区域(13)，使得在随后的外延生长步骤期间，每个第一掺杂段(31)尤其是自成核侧面形成的；‑在所述通孔(21)中并且从所述成核表面(12b)外延生长所述半导体堆叠，使得至少所述半导体堆叠的所述第一掺杂段和有源区域(32)位于所述通孔中。

技术领域

本发明的领域是具有发光二极管或光电二极管的矩阵阵列的光电器件的领域。本发明尤其应用于照明器件、显示屏和图像投影仪的领域，以及光电检测器和传感器的领域。

背景技术

已经存在适于形成照明器件、显示屏或图像投影仪的具有发光二极管的矩阵阵列的光电器件。

由此，文献EP2960940示出具有发光二极管的矩阵阵列的光电器件的示例。如图1示意性地示出的，该光电器件A1包括多个发光二极管A2，其每个包括彼此通过有源区域A32分隔的n掺杂段A31和p掺杂段A33形成的半导体堆叠，其中，发光二极管A2的光辐射大多从所述有源区域生成。

发光二极管A2就有称为台面的结构，即它们是基于旨在形成各种掺杂段A31、A33和有源区域A32的二维半导体层的堆叠获得的，实施局部蚀刻以使得发光二极管A2单个化。在本示例中，每个二极管A2具有L形，其侧部除了在掺杂段A31形成的凹处A8以外，覆盖有钝化隔离层。电极A3支承在掺杂段A33上，电极A4在二极管A2之间延伸并与掺杂段A31形成的凹处A8接触。每个显示像素则包括由掺杂段A31、A33和有源区域A32形成的半导体堆叠，以及电极A3和A4。控制芯片A40结合(hybridized)到发光二极管A2的矩阵阵列，并在此包括电连接层A41和集成电路层A43。

然而，该光电器件的制造方法具有要求有出于使得二极管像素化的目的而局部蚀刻掺杂的二维半导体层和有源层步骤的缺陷。而该蚀刻步骤可能会导致缺陷的形成，特别在被蚀刻的侧部上，这些缺陷会降低二极管的性能，这是因为侧部的不当或不足的钝化可能会产生泄露。

此外，生长衬底与外延生长半导体层之间的晶格参数的差异可能会造成形成晶体缺陷，尤其是沿着生长方向延伸的贯通位错，由此损害半导体堆叠的晶体质量并因此损害二极管的性能。

另外，在外延生长步骤之后的冷却期间，生长衬底与半导体堆叠之间(例如衬底的硅与基于氮化物的半导体材料之间)的热膨胀系数差异可能会在半导体堆叠中产生强机械拉伸应力，其可能会在半导体堆叠中导致开裂，或使得晶圆大幅度弯曲。在这方面，用于工程机械应力的技术可设置在生长过程中主动地将初始压缩应力引入到半导体中，例如通过插入AlN中间层或AlGaN梯度。

发明内容

本发明的目的在于至少部地弥补现有技术的缺陷，更具体地说，本发明的目的在于提出一种用于制造具有二极管的矩阵阵列的光电器件的方法，其允许降低二极管所基于的化合物半导体的晶体质量的风险。

为此，本发明的主题是一种用于制造具有二极管的矩阵阵列的光电器件的方法，每个二极管包括：由第一掺杂段和第二掺杂段形成的半导体堆叠，在所述掺杂段之间设置有有源区域。每个半导体堆叠具有热膨胀系数α_es。所述方法包括以下步骤：

i)提供具有小于α_es的热膨胀系数α_sc并具有成核表面的生长衬底；

ii)在成核表面上沉积由具有小于α_es的热膨胀系数α_mc的电绝缘材料制成的电介质层；