化合物半导体装置的制备方法和化合物半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种化合物半导体装置的制备方法和化合物半导体装置，主要包括：在衬底上整面制备第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层；从第二导电类型半导体层一侧进行图形化刻蚀，形成暴露至第一导电类型半导体层的第一图形化刻蚀结构；在第二导电类型半导体层的表面和第一图形化刻蚀结构底部的第一导电类型半导体层的表面分别制备第二接触电极和第一接触电极；在第一图形化刻蚀结构中制备绝缘钝化层；将第二接触电极与驱动触点电气连接；形成从第一导电类型半导体层一侧暴露部分第一接触电极的第二图形化刻蚀结构。本发明专利技术不存在选区生长所带来的材料层的缺陷，并且能够避免器件之间的信号串扰，能够整体上提升化合物半导体装置的性能。物半导体装置的性能。物半导体装置的性能。

【技术实现步骤摘要】
化合物半导体装置的制备方法和化合物半导体装置


[0001]本专利技术涉及半导体装置制造领域，特别涉及一种单片集成化合物半导体装置的制备方法以及单片集成化合物半导体装置。

技术介绍

[0002]在传统半导体体系中，功能器件或装置与驱动电路常分开在不同晶圆或基板上，或者分布在同一晶圆或基板的不同区域位置，依靠相关接线实现电气功能相关连接。例如将化合物半导体器件完成制备后封装到PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)电路或者CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)驱动上。此类接线可能因为长度及距离问题产生较多的阻抗及电磁干扰，影响能耗及信号传输。由于较长距离的接线以及传统分立器件式集成，进而传统半导体体系面临着继续微缩化和高密度集成的困难和挑战，另外，因为电气连接的线路存在，对于光电类型化合物器件的出光强度、方向存在着影响，也降低了化合物半导体器件的性能。
[0003]专利TW202006968A提出了一种单片式LED阵列前驱物，其解决了接线过长带来的难以微缩化和高密度集成以及接线带来的化合物半导体器件的性能降低的问题。
[0004]图1A和图1B分别示出了该现有技术的LED阵列前驱物的横截面结构和LED阵列结构。该现有技术涉及的半导体材料体系为GaN(氮化镓)及其与InN(氮化铟)及AlN(氮化铝)的合金，主体结构包括蓝宝石、SiC(碳化硅)、Si(硅)类材料的生长基板100，第一半导体层110(N型半导体，可包含需要的缓冲层等GaN体系材料)，包含N个通孔的SiO2(氧化硅)或Si3N4(氮化硅)材料的掩蔽层120，基于掩蔽层120通孔选择性区域生长的第二半导体层130(N型半导体)，包含多个量子阱层141以及第四半导体层150(P型半导体)的第三半导体层140，以及用于欧姆接触电流注入的主要电接点160(主要接触电极)。
[0005]在上述基础器件(前驱物)完成后，将其转移至驱动背板上，其驱动背板包括背板基板200及背板接触垫220，在此之上包含二次加工的基础器件，该器件去除生长基板100，在第三半导体层140外面再次覆盖第一半导体层121极性绝缘钝化，并在第一半导体层110上进行粗糙化，进行光提取率增加，完成糙化层112，同时在第一半导体层110上完成辅助电接点180(辅助接触电极)，用于与第一半导体层110形成电气接触。
[0006]该现有技术主要存在以下问题：
[0007]1)如图1A所示，该器件通过选区生长方案制备，实际材料生长时掩蔽层120周围区域材料会存在缺陷，导致量子阱层有源区缺陷，出现性能受损等问题；
[0008]2)该器件公用第一半导体层110(即通过第一半导体层110共极)，器件之间会存在因为公用第一半导体层110而产生的光电及信号串扰问题；
[0009]3)辅助电接点180(辅助接触电极)在靠近衬底(生长基板100)一面，其电气接触能力较远离衬底(生长基板100)一面差。以GaN极性材料为例，靠近衬底(生长基板100)一面为N极性面，远离衬底(生长基板100)一面为Ga极性面，N极性面形成欧姆接触的难度和稳定性较Ga极性面差，最终所制成的器件的电压略高；
[0010]4)辅助电接点180(辅助接触电极)位于靠近衬底(生长基板100)一面，若要形成电气连接必须进行衬底(生长基板100)的去除。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本专利技术提供一种化合物半导体装置的制备方法和化合物半导体装置，以避免功能层缺陷、信号串扰等问题，提升化合物半导体装置的性能。
[0012]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0013]一种化合物半导体装置的制备方法，包括：
[0014]提供第一衬底，在所述第一衬底上整面制备半导体堆叠结构，所述半导体堆叠结构包括从所述第一衬底表面向外堆叠的过渡半导体层、第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层；
[0015]从所述第二导电类型半导体层一侧对所述半导体堆叠结构进行图形化刻蚀，形成暴露至所述第一导电类型半导体层的第一图形化刻蚀结构；
[0016]在所述第二导电类型半导体层的表面和所述第一图形化刻蚀结构底部所暴露的所述第一导电类型半导体层的表面分别制备第二接触电极和第一接触电极；
[0017]在所述第一图形化刻蚀结构中制备绝缘钝化层；
[0018]提供含有驱动触点的驱动背板，将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接；
[0019]对所述半导体堆叠结构进行图形化刻蚀，形成从远离所述第二导电类型半导体层并靠近所述第一导电类型半导体层的一侧暴露部分所述第一接触电极的第二图形化刻蚀结构。
[0020]进一步，还包括：
[0021]在所述第一衬底一侧制备功能结构。
[0022]进一步，所述半导体器件结构不包括所述第一衬底部分。
[0023]进一步，在将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接之后，还包括：
[0024]去除所述第一衬底。
[0025]进一步，所述的在所述第一衬底一侧制备功能结构，包括：
[0026]在所述第二图形化刻蚀结构中制备金属桥接结构或者制备所述第一接触电极与其它半导体器件器件连接的互联结构；
[0027]或者，
[0028]制备填充于所述第二图形化刻蚀结构中并且高度高于所述第二图形化刻蚀结构开口位置的绝缘层，由所述绝缘层环绕形成凹坑结构；
[0029]在所述凹坑结构中填充色差转换材料，并将所述凹坑结构进行密封，以形成光学色彩转换结构。
[0030]进一步，所述的将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接，包括：
[0031]采用对准键合、焊接或者电极搭桥方式将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接。
[0032]进一步，采用对准键合方式将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接，包括：将所述驱动触点与所述第二接触电极进行对准，并将所述驱动背板键合于所述第
二导电类型半导体层；
[0033]其中，所述驱动触点在所述驱动背板表面的分布与所述第二接触电极在所述第二导电类型半导体层表面的分布相匹配。
[0034]进一步，所述第一导电类型半导体层为N型半导体层，所述第二导电类型半导体层为P型半导体层；
[0035]或者，
[0036]所述第一导电类型半导体层为P型半导体层，所述第二导电类型半导体层为N型半导体层。
[0037]进一步，在所述第一衬底上整面制备半导体堆叠结构时，还包括：
[0038]在所述第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间形成有源区或高电子迁移率膜层。
[0039]一种化合物半导体装置，包括：
[0040]驱动背板，所述驱动背板含有驱动触点；
[0041]第二导电类型半导体层；
[0042]第一导电类型半导体层，所述第一导电类型半本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物半导体装置的制备方法，包括：提供第一衬底，在所述第一衬底上整面制备半导体堆叠结构，所述半导体堆叠结构包括从所述第一衬底表面向外堆叠的过渡半导体层、第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层；从所述第二导电类型半导体层一侧对所述半导体堆叠结构进行图形化刻蚀，形成暴露至所述第一导电类型半导体层的第一图形化刻蚀结构；在所述第二导电类型半导体层的表面和所述第一图形化刻蚀结构底部所暴露的所述第一导电类型半导体层的表面分别制备第二接触电极和第一接触电极；在所述第一图形化刻蚀结构中制备绝缘钝化层；提供含有驱动触点的驱动背板，将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接；对所述半导体堆叠结构进行图形化刻蚀，形成从远离所述第二导电类型半导体层并靠近所述第一导电类型半导体层的一侧暴露部分所述第一接触电极的第二图形化刻蚀结构。2.根据权利要求1所述的化合物半导体装置的制备方法，其特征在于，还包括：在所述第一衬底一侧制备功能结构。3.根据权利要求2所述的化合物半导体装置的制备方法，其特征在于：所述半导体器件结构不包括所述第一衬底部分。4.根据权利要求3所述的化合物半导体装置的制备方法，其特征在于，在将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接之后，还包括：去除所述第一衬底。5.根据权利要求4所述的化合物半导体装置的制备方法，其特征在于，所述的在所述第一衬底一侧制备功能结构，包括：在所述第二图形化刻蚀结构中制备金属桥接结构或者制备所述第一接触电极与其它半导体器件器件连接的互联结构；或者，制备填充于所述第二图形化刻蚀结构中并且高度高于所述第二图形化刻蚀结构开口位置的绝缘层，由所述绝缘层环绕形成凹坑结构；在所述凹坑结构中填充色差转换材料，并将所述凹坑结构进行密封，以形成光学色彩转换结构。6.根据权利要求1所述的化合物半导体装置的制备方法，其特征在于，所述的将所述第二接触电极与所述驱动触点一对一地电气连接，包括：采用对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，
申请(专利权)人：格芯致显杭州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：