包括特别是由电介质形成的局部叠置以优化钝化的至少两个钝化层的二极管制造技术

二极管(100)包括半导体层的堆叠(101)和布置在堆叠(101)内的有源区(102)。堆叠(101)包括侧表面(103)。二极管(100)包括第一钝化层(107)和第二钝化层(108)，第一钝化层(107)与侧表面(103)接触，第二钝化层(108)与侧表面(103)接触。第二钝化层(108)部分地形成在第一钝化层(107)上。钝化层(107)上。钝化层(107)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括特别是由电介质形成的局部叠置以优化钝化的至少两个钝化层的二极管


[0001]本专利技术的
涉及二极管，优选发光二极管，并且更具体地涉及基于无机半导体的发光二极管。更具体地，本专利技术涉及一种包括半导体层堆叠的二极管，该堆叠包括侧表面并且该二极管包括布置在该堆叠内的有源区。

技术介绍

[0002]在现有技术中，已知如何制造包括半导体层堆叠的发光二极管。发光二极管包括位于堆叠中的有源区，在发光二极管操作期间电荷载流子在该有源区中彼此复合。半导体层的堆叠通常通过钝化层在其侧面上被钝化。这些侧面可以由平行于或基本上平行于堆叠中电流的流动方向的面形成。这种钝化层具有限制发光二极管边缘处的寄生电学、光学或光电效应的优点。这些限制是有利的，因为它们能够提高发光二极管的性能。
[0003]现有的用于发光二极管的钝化方法不能优化这些发光二极管的效率。这是因为已经发现发光二极管的效率取决于它们的尺寸；也就是说，发光二极管的效率随其尺寸单调递减。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于改善二极管的钝化以提高其性能。
[0005]为此，本专利技术涉及一种二极管，包括：
[0006]‑
半导体层的堆叠，该堆叠包括侧表面，
[0007]‑
布置在该堆叠内的有源区，
[0008]该半导体包括第一钝化层和第二钝化层，第一钝化层与侧表面接触，第二钝化层与侧表面接触。第二钝化层108部分地形成在第一钝化层107上。
[0009]这使得可以解决改善二极管钝化的问题。因此，如果该二极管为发光二极管，这也使得能够通过更具体地钝化发光二极管的部分来趋向于二极管的效率，该效率与其尺寸无关。对于电流二极管，其钝化的改进使得可以限制由二极管两侧的复合引起的电流的存在。
[0010]二极管也可以具有以下特征中的一个或更多个：
[0011]‑
堆叠包括第一类型掺杂半导体材料层和第二类型掺杂半导体材料层，并且二极管是这样的：第一钝化层在侧表面处与第一类型掺杂半导体材料层接触；第二钝化层在侧表面处与有源区接触；有源区设置在第一类型掺杂半导体材料层与第二类型掺杂半导体材料层之间，或者有源区设置在第一类型掺杂半导体材料层与第二类型掺杂半导体材料层之间的接合处；
[0012]‑
二极管包括第三钝化层，第三钝化层在侧表面处与第二类型掺杂半导体材料层接触；
[0013]‑
第一钝化层由第一介电材料形成，并且第二钝化层由第二介电材料形成；
[0014]‑
第三钝化层由第三介电材料形成；
[0015]‑
二极管为使得第一介电材料的电导率比第一类型掺杂半导体材料的电导率低至少三个数量级，第二介电材料的电导率比形成有源区的半导体材料的电导率低至少三个数量级；
[0016]‑
二极管为使得有源区包括本征半导体材料，并且该本征半导体材料的价带与第二介电材料的价带之间的带偏移严格大于3kT/q，并且本征半导体材料的导带与第二介电材料的导带之间的带偏移严格大于3kT/q，其中，k为玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的环境温度，q是对应于以库仑为单位的基元电荷的常数；
[0017]‑
第三介电材料的电导率比第二类型掺杂半导体的电导率低至少三个数量级；
[0018]‑
二极管为使得当第一类型为n型时，第一介电材料的导带与第一类型掺杂半导体材料的导带之间的带偏移严格大于3kT/q，并且使得当第二类型为p型时，第三介电材料的价带与第二类型掺杂半导体材料的价带之间的带偏移严格大于3kT/q，
[0019]其中，k是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的环境温度，q是对应于以库仑为单位的基元电荷的常数；
[0020]‑
二极管为使得当第二类型为n型时，第三介电材料的导带与第二类型掺杂半导体材料的导带之间的带偏移严格大于3kT/q，并且当第一类型为p型时，第一介电材料的价带与第一类型掺杂半导体材料的价带之间的带偏移严格大于3kT/q，
[0021]其中，k是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的环境温度，q是对应于以库仑为单位的基元电荷的常数。
[0022]本专利技术还涉及制造如上所述的二极管的方法，该制造方法包括：
[0023]‑
形成半导体层的堆叠的步骤，所述堆叠的部分用于形成二极管的有源区，
[0024]‑
形成并钝化半导体层的堆叠的侧表面的步骤，形成并钝化侧表面的所述步骤包括形成第一钝化层并形成第二钝化层，第一钝化层和第二钝化层与侧表面接触，第二钝化层部分地形成在第一钝化层上。
[0025]该制造方法可以包括以下特征中的一个或更多个：
[0026]‑
形成并钝化侧表面的步骤依次包括：对堆叠执行蚀刻以形成侧表面的第一部分的第一蚀刻步骤；沉积第一介电材料以形成第一钝化层的步骤，第一钝化层覆盖侧表面的第一部分；对所沉积的第一介电材料和堆叠执行蚀刻以形成侧表面的第二部分的第二蚀刻步骤；沉积第二介电材料以形成第二钝化层的步骤，第二钝化层覆盖侧表面的第二部分并且与第一钝化层接触；
[0027]‑
第一部分和第二部分优选地由不同的材料形成；
[0028]‑
制造方法包括：在执行沉积第一介电材料的步骤之前对侧表面的第一部分施加的第一处理步骤，以及在执行沉积第二介电材料的步骤之前对侧表面的第二部分施加的第二处理步骤；
[0029]第一处理步骤和第二处理步骤不同；
[0030]‑
第一处理步骤包括清洁第一部分的步骤和/或表面蚀刻第一部分的步骤和/或将元素移植到第一部分上的步骤；
[0031]‑
第二处理步骤包括清洁第二部分的步骤和/或表面蚀刻第二部分的步骤和/或将元素移植到第二部分上的步骤；
[0032]‑
形成并钝化侧表面的步骤包括：对所沉积的第二介电材料和堆叠执行蚀刻以形
成侧表面的第三部分的第三蚀刻步骤；沉积第三介电材料以形成第三钝化层的步骤，第三钝化层覆盖侧表面的第三部分并且与第二钝化层接触；
[0033]‑
第三部分优选地由与形成第二部分的材料不同的材料形成；
[0034]‑
制造方法包括在执行沉积第三介电材料的步骤之前对侧表面的第三部分进行处理的第三处理步骤；
[0035]‑
第三处理步骤包括清洁第三部分的步骤和/或表面蚀刻第三部分的步骤和/或将元素移植到第三部分上的步骤；
[0036]‑
制造方法为使得形成半导体层的堆叠的步骤为：堆叠包括第一类型掺杂半导体材料层和第二类型掺杂半导体材料层，侧表面的第一部分由第一类型掺杂半导体材料层的一部分界定，侧表面的第二部分由有源区的一部分界定；
[0037]‑
有源区设置在第一类型掺杂半导体材料层与第二类型掺杂半导体材料层之间，或者有源区设置在第一类型掺杂半导体材料层与第二类型掺杂半导体材料层之间的接合处；
[0038]‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二极管(100)，包括：
‑
半导体层的堆叠(101)，所述堆叠(101)包括侧表面(103)，
‑
布置在所述堆叠(101)内的有源区(102)，
‑
第一钝化层(107)和第二钝化层(108)，所述第一钝化层(107)与所述侧表面(103)接触，所述第二钝化层(108)与所述侧表面(103)接触，所述第二钝化层(108)部分地形成在所述第一钝化层(107)上，所述堆叠(101)包括第一类型掺杂半导体材料层(109)和第二类型掺杂半导体材料层(110)，其特征在于：
‑
所述第一钝化层(107)在所述侧表面(103)处与所述第一类型掺杂半导体材料层(109)接触，
‑
所述第二钝化层(108)在所述侧表面(103)处与所述有源区(102)接触，
‑
所述有源区(102)布置在所述第一类型掺杂半导体材料层(109)与所述第二类型掺杂半导体材料层(110)之间，或者所述有源区(102)布置在所述第一类型掺杂半导体材料层(109)与所述第二类型掺杂半导体材料层(110)之间的接合处。2.根据权利要求1所述的二极管(100)，其特征在于，所述二极管包括第三钝化层(111)，所述第三钝化层(111)在所述侧表面(103)处与所述第二类型掺杂半导体材料层(110)接触。3.根据权利要求1至2中任一项所述的二极管(100)，其特征在于，所述第一钝化层(107)由第一介电材料形成，并且所述第二钝化层(108)由第二介电材料形成。4.根据权利要求2和3所述的二极管(100)，其特征在于，所述第三钝化层(111)由第三介电材料形成。5.根据权利要求3至4中任一项所述的二极管(100)，其特征在于：
‑
所述第一介电材料的电导率比第一类型掺杂半导体材料的电导率低至少三个数量级，
‑
所述第二介电材料的电导率比形成所述有源区(102)的半导体材料的电导率低至少三个数量级。6.根据权利要求3至5中任一项所述的二极管(100)，其特征在于，所述有源区(102)包括本征半导体材料，并且所述本征半导体材料的价带与所述第二介电材料的价带之间的带偏移严格大于3kT/q，并且所述本征半导体材料的导带与所述第二介电材料的导带之间的带偏移严格大于3kT/q，其中，k为玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的环境温度，q是对应于以库仑为单位的基元电荷的常数。7.根据权利要求4和前述权利要求中任一项所述的二极管(100)，其特征在于，所述第三介电材料的电导率比第二类型掺杂半导体材料的电导率低至少三个数量级。8.根据权利要求4和前述权利要求中任一项所述的二极管(100)，其特征在于：
‑
所述第一类型为n型，所述第一介电材料的导带与所述第一类型掺杂半导体材料的导带之间的带偏移严格大于3kT/q，
‑
所述第二类型为p型，所述第三介电材料的价带与所述第二类型掺杂半导体材料的价带之间的带偏移严格大于3kT/q，或者在于
‑
所述第二类型为n型，所述第三介电材料的导带与所述第二类型掺杂半导体材料的导
带之间的带偏移严格大于3kT/q，
‑
所述第一类型为p型，所述第一介电材料的价带与所述第一类型掺杂半导体材料的价带之间的带偏移严格大于3kT/q，其中，k是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的环境温度，q是对应于以库仑为单位的基元电荷的常数。9.一种制造二极管(100)的方法，所述制造方法包括：
‑
形成半导体层的堆叠(101)的步骤(E1)，所述堆叠(101)的部分用于形成所述二极管(100)的有源区(102)，
‑
形成并钝化半导体层的堆叠(101)的侧表面(103)的步骤(E2)，形成并钝化所述侧表面(103)的所述步骤(E2)包括形成(E2
‑
1)第一钝化层(107)并形成(E2
‑
2)第二钝化层(108)，所述第一钝化层和第二钝化层(107、108)与所述侧表面(103)接触，所述第二钝化层(108)部分地形成在所述第一钝化层(107)上，形成并钝化所述侧表面(103)的步骤(E2)依次包括：
‑
对所述堆叠(101)执行蚀刻以形成所述侧表面(103)的第一部分(103a)的第一蚀刻步骤(E2

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：