具有三维二极管的光电器件制造技术

本发明专利技术涉及一种光电器件(1)，该光电器件包括：‑包括彼此相对的称为后表面(3a)和前表面(3b)的支承件；‑形成第一极化电极的多个成核导电带(6i)；‑覆盖所述成核导电带(6i)的中间绝缘层(7)；‑多个二极管(2)，其每个包括三维的第一掺杂部分(9)和第二掺杂部分(11)；‑形成第二极化电极的多个上部导电带(14j)，其支承在所述中间绝缘层(7)上，每个所述上部导电带(14j)设置为与其第一掺杂部分(9)与不同成核导电带(6i)接触的二极管(2)集合的第二掺杂部分(11)接触。

Optoelectronic devices with three-dimensional diodes

The present invention relates to an optoelectronic device (1), which comprises: (1) a support called a rear surface (3a) and a front surface (3b) relative to each other; (6) a plurality of nucleated conductive belts (6i) forming a first polarized electrode; (7) an intermediate insulating layer covering the nucleated conductive belt (6i); and (2) a plurality of diodes (2), each of which includes a three-dimensional first doped part (9) and a second doped part (11). A plurality of upper conductive bands (14j) forming a second polarized electrode are supported on the intermediate insulating layer (7), and each of the upper conductive bands (14j) is arranged in contact with the first doped part (9) and the second doped part (11) of the set of diodes (2) in contact with different nucleating conductive bands (6i).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有三维二极管的光电器件
本专利技术的领域是具有发光二极管或光电二极管的光电器件的领域。本专利技术适用于例如照明设备、显示屏幕和图像投影仪之类的具有发光二极管矩阵的器件的领域，以及例如光电检测器和传感器之类的具有光电二极管矩阵的器件的领域。
技术介绍
存在适于形成照明设备、显示屏幕和图像投影仪的具有发光二极管矩阵的光电器件。文献EP2960950示出了具有发光二极管矩阵的光电器件的示例。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，其每个包括通过有源区A10彼此分隔的p掺杂部分A11和n掺杂部分A9的堆叠，二极管A2的光辐射主要从所述有源区A10处生成。发光二极管A2具有称为刻台阶的结构，即它们是从旨在形成n、p掺杂部分A9、A11以及有源区A10的半导体层的堆叠获得的，进行局部化的蚀刻以使得发光二极管A2彼此个体化。每个二极管A2包括L形的形状，其侧部在形成n掺杂部分A9的台面A3以外覆盖有绝缘层。第一电极A14支承在p掺杂部分A11的上表面上，第二电极A6在二极管A2之间延伸，并与由n掺杂部分A9形成的台面A3接触。显示像素则包括掺杂部分A9、A11，有源区A10和第一电极A14的堆叠以及与堆叠邻接的第二电极A6。连接结构组装到发光二极管矩阵的上表面，旨在与控制集成电路混合。然而，该光电器件具有必须对掺杂的半导体层和有源层蚀刻的步骤以使得二极管独立的缺点。而该蚀刻步骤可能会导致形成会损害二极管的光学和/或电子特性的结构性缺陷。而且，每个二极管的发射性面积与每个像素的面积的比值因为必须在n掺杂部分中形成台面和存在在二极管之间延伸以与该台面接触的第二电极而减小。这由此减小相对于每个像素的最大光强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少部分地弥补现有技术的缺点，更具体地在于提出一种光电器件，该光电器件包括：-支承件，其包括彼此相对的称为后表面和前表面面的支承件；-多个成核导电带，其形成第一极化电极，彼此不同并且支承在所述前表面上，由适于二极管的第一掺杂部分生长的导电材料制成。前表面-中间绝缘层，其覆盖成核导电带并且包括在成核导电带上开口的贯穿开孔；-多个二极管，其每个包括设置为形成PN结的三维的第一掺杂部分和第二掺杂部分，第一掺杂部分穿过所述贯穿开孔与成核导电带接触并沿着与前表面大致正交的纵轴延伸；-形成第二极化电极的多个上部导电带，其彼此不同并支承在中间绝缘层上，每个上部导电带设置为与其第一掺杂部分与不同成核导电带接触的二极管集合的第二掺杂部分接触。该光电器件的某些优选但非限制性方面是如下的。支承件可包括电绝缘衬底，其上表面形成所述前表面；或可包括覆盖有称为下部绝缘层的绝缘层的层或衬底、半导体或电导体，所述下部绝缘层的面形成所述前表面。每个成核导电带可在前表面上纵向延伸，同时通过所述中间绝缘层与其横向相邻的成核导电带电隔离。每个上部导电带可在中间绝缘层上纵向延伸，同时通过称为上部绝缘层的绝缘层与其横向相邻的上部导电带电隔离。上部导电带可以由至少部分地透明的导电材料制成，并可至少部分地覆盖第二掺杂部分。每个上部导电带可包括覆盖二极管集合的第二掺杂部分的部分，称为覆盖部分的所述部分通过支承在中间绝缘层上的称为连结部分的部分彼此连接。上部导电带的连结部分可由金属层至少部分地覆盖。所述光电器件可包括支承在所述后表面上的第一连接垫，后表面并且该第一连接垫通过贯穿支承件并填充有导电材料的第一开孔电连接到成核导电带，和/或可包括支承在所述后表面上的第二连接垫，并且该第二连接垫通过贯穿支承件和中间绝缘层并填充有导电材料的第二开孔电连接到上部导电带。所述光电器件可包括组装到支承件并且电连接到成核导电带和上部导电带的控制集成电路，该控制集成电路适于按顺序地将电势差施加给不同的二极管子集，同一子集的一个或更多个二极管与同一成核导电带和同一上部导电带接触，二极管的不同子集的一个或更多个二极管与不同的成核导电带和/或不同的上部导电带接触。与第一成核导电带和第一上部导电带接触的至少一个二极管可与至少一个其他二极管串联连接，所述至少一个其他二极管第一成核导电带不同的第二成核导电带接触并且与第一上部导电带不同的第二上部导电带接触。支承件可由形成上表面的由单晶材料制成的衬底形成，在该上表面上支承有由介电材料制成的称为下部绝缘层的绝缘层，该下部绝缘层自衬底的上表面外延并形成相对的上表面，成核导电带由形成成核结晶材料的包括过渡金属的材料制成，该材料自下部绝缘层的上表面外延并形成成核表面，所述二极管的第一掺杂部分接触在该成核表面上。下部绝缘层的材料可选自氮化铝和铝、钛、铪、镁和锆的氧化物，并具有直方、面心立方、六方晶体结构。成核导电带的材料可以选自钛、钒、铬、锆、铌、钼、铪、钽和钨，或选自钛、钒、铬、锆、铌、钼、铪、钽和钨的氮化物或碳化物，并具有面心立方或六方晶体结构。作为变型，该材料可以是基于镓的氮化物的材料，例如GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN。衬底的单晶材料可选自III-V化合物、II-VI化合物、IV元素或化合物，并具有面心立方或六方晶体结构。本专利技术还涉及一种用于实现根据上述特征中任一个的光电器件的方法，该方法包括通过阴极溅射在从环境温度到500℃的生长温度下的成核导电带的外延生长的步骤。附图说明阅读以下参照除了已经说明的图1以外的附图做出的对作为非限制性示例提供的本专利技术的优选实施形式的详细说明，本专利技术的其它方面、目的、优点和特征将更好地显现，在这些附图中：图2A是根据一个实施方式的光电器件的示意性局部俯视图，在该实施方式中，多个二极管与成核导电带和上部导电带接触；并且，图2B和2C是图2A示出的光电器件的分别沿着AA平面和BB平面的剖视图；图3A和3B分别是根据一个优选实施方式的光电器件的衬底、下部绝缘层和成核导电带(从下到上地设置)的示意性局部分解图和示意性局部立体图；并且，图3C和3D是在纹理化成核表面(图3C)上和在外延成核表面(图3D)上的外延线的俯视图；图4A至4I示出根据另一实施方式的光电器件的实施方法的不同步骤的沿着平面AA和平面BB的剖视图；图5是根据一个实施方式的光电器件的示意性局部俯视图，在该实施方式中，每个像素包括多个二极管；图6A和6B是包括包括用于串联像素的内部电互连装置的路由集成电路的光电器件(图6A)和包括用于串联像素的内部电互连装置的光电器件(图6B)的示意性局部横截面视图。具体实施方式在附图中和本说明书的下文中，相同的附图标记代表相同或相似的元件。而且，不同的元件没有按比例尺示出以优先使得附图的清晰。此外，不同的实施方式和变型不是彼此排斥的，而是可相互组合。除非有相反的指示，术语“大致”、“大约”、“约”指“误差不超过10％”，或当涉及角度取向时，“误差不超过10°”。本专利技术涉及一种具有二极管的光电器件，所述二极管例如是具有三维形状的发光二极管，其每个包括设置为形成PN结的第一掺杂部分和第二掺杂部分。二极管可以是适于发射光辐射的发光二极管或适于接收光辐射的光电二极管。二极管的三维形状可以是这样的：其使得二极管具有线状形状、垫形状、金字塔状或其它形状。二极管的第一掺杂部分沿着与支承件的主要平面大致正交的纵轴延伸。该光电器件包括适于使得二极管的第一掺杂部分达到第一电势V1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电器件(1)，该光电器件包括：包括彼此相对的称为后表面(3a)和前表面(3b)的面的支承件；由适于二极管(2)的第一掺杂部分(9)的生长的导电材料制成的形成第一极化电极的多个成核导电带(6i)，其彼此不同并支承在所述前表面(3b)上；覆盖所述成核导电带(6i)并且包括在所述成核导电带(6i)上开口的贯穿开孔(8)的中间绝缘层(7)；多个二极管(2)，其每个包括设置为形成PN结的三维的第一掺杂部分(9)和第二掺杂部分(11)，所述第一掺杂部分(9)穿过所述贯穿开孔(8)与所述成核导电带(6i)接触并沿着与所述前表面(3b)大致正交的纵轴延伸；形成第二极化电极的多个上部导电带(14j)，其彼此不同并支承在所述中间绝缘层(7)上，每个上部导电带(14j)设置为与二极管(2)集合的第二掺杂部分(11)接触，该二极管(2)集合的其第一掺杂部分(9)与不同成核导电带(6i)接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 FR 16562181.一种光电器件(1)，该光电器件包括：包括彼此相对的称为后表面(3a)和前表面(3b)的面的支承件；由适于二极管(2)的第一掺杂部分(9)的生长的导电材料制成的形成第一极化电极的多个成核导电带(6i)，其彼此不同并支承在所述前表面(3b)上；覆盖所述成核导电带(6i)并且包括在所述成核导电带(6i)上开口的贯穿开孔(8)的中间绝缘层(7)；多个二极管(2)，其每个包括设置为形成PN结的三维的第一掺杂部分(9)和第二掺杂部分(11)，所述第一掺杂部分(9)穿过所述贯穿开孔(8)与所述成核导电带(6i)接触并沿着与所述前表面(3b)大致正交的纵轴延伸；形成第二极化电极的多个上部导电带(14j)，其彼此不同并支承在所述中间绝缘层(7)上，每个上部导电带(14j)设置为与二极管(2)集合的第二掺杂部分(11)接触，该二极管(2)集合的其第一掺杂部分(9)与不同成核导电带(6i)接触。2.如权利要求1所述的光电器件(1)，其中，所述支承件包括电绝缘衬底(4)，其上表面(4b)形成所述前表面(3b)，或包括覆盖有称为下部绝缘层(5)的绝缘层的半导体或导电层或衬底(4)，所述下部绝缘层(5)的一个面形成所述前表面(3b)。3.如权利要求1或2所述的光电器件(1)，其中，每个成核导电带(6i)在所述前表面(3b)上纵向延伸，并通过所述中间绝缘层(7)与其横向相邻的成核导电带电隔离。4.如权利要求1至3中任一项所述的光电器件(1)，其中，每个上部导电带(14j)在所述中间绝缘层(7)上纵向延伸，并通过称为上部绝缘层(18)的绝缘层与其横向相邻的上部导电带电隔离。5.如权利要求1至4中任一项所述的光电器件(1)，其中，所述上部导电带(14j)由至少部分地透明的导电材料制成，并至少部分地覆盖所述第二掺杂部分(11)。6.如权利要求5所述的光电器件(1)，其中，每个上部导电带(14j)包括覆盖二极管(2)集合的第二掺杂部分(11)的部分(15j)，所述覆盖部分(15j)通过支承在所述中间绝缘层(7)上的称为连结部分(16j)的部分彼此连接。7.如权利要求6所述的光电器件(1)，其中，所述上部导电带(14j)的连结部分(16j)至少部分地由金属层(19)覆盖。8.如权利要求1至7中任一项所述的光电器件(1)，所述光电器件包括支承在所述后表面(3a)上并且通过贯穿所述支承件并填充有导电材料的第一开孔(22i)电连接到所述成核导电带(6i)的第一连接垫(21i)，和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·杜邦，伯努瓦·阿姆施塔特，文森特·贝，托马斯·拉卡韦，菲利普·吉莱，埃文·赫纳夫，贝朗杰·霍伊特，休伯特·博诺，
申请(专利权)人：艾利迪公司，原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国,FR