光电子装置(1)，包括层堆叠，该层堆叠具有周向侧壁区并且包括n掺杂层(10)、沉积在n掺杂层(10)上的有源区层(11，12，13)，有源区层(11，12，13)具有中央第一部分(25)和周围第二部分(17)。p掺杂层(14)被布置在有源区层上，其中，周围第二部分包括p型掺杂剂，该p型掺杂剂在周围第二部分(17)中引起量子阱混合。此外，周向侧壁上的薄的n掺杂表面层(20)从n掺杂层(10)基本上朝向p掺杂层(14)的顶部延伸，从而形成基本上平行于周向侧壁区并且至少部分在周围第二部分和p掺杂层(14)内的人造pn结。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、具有几十μm或更短的侧边缘长度的小型光电子装置被用于现代显示器和各种其他应用。这些装置的表面区域非常小，这导致了这些装置在小电流下获得足够的亮度是个挑战。所谓的非辐射复合是相关问题，并且需要被保持在最低限度以便限制热量生成以及在有损坏风险的情况下通过装置获得较高电流。
2、虽然近来实施了各种措施来减少非辐射复合，但是仍然期望提高小型光电子装置及其加工方法的效率。
技术实现思路
1、在制造小型光电子装置和非常小型光电子装置期间，限定并生成台面(mesa)结构以将各种光电子部件彼此分离。沿着这些台面结构，装置可以被分离。在小型装置和非常小型装置中，周围台面与台面自身的周界(circumference)之间的区域导致小的面积/周长比(area/circumference ratio)，即，与包封区域相比，光电子部件的边缘相对较大。
2、这致使由于晶体损坏、表面效应和其他效应而产生沿上述边缘的相对大量的非辐射复合中心。因此，由辐射复合/非辐射复合的比率给出的量子效率降低。为了抵消上述效应，提出了通过扩散zn以实现量子阱混合(qwi)来提高非常小型ingaalp光电子装置或led的效率。
3、这样的qwi发生在属于在后续加工步骤中限定的光电子装置的外部区域的区域中。qwi扩增了该外部区域中靠近台面边缘和装置侧壁的量子阱的带隙，使得qw中的电荷载流子不再能够到达靠近量子阱的外部装置表面，从而提高了非常小型ingaalp led的效率。
4、然而，在光电子装置的在原先的n区中的外部区中进行的zn扩散，在zn扩散区与n掺杂区之间靠近台面结构再次产生新的不期望的pn结。该寄生pn结使非常小型ingaalpled的效率降低，这是因为在该寄生pn结的台面表面处的电荷载流子以非辐射方式复合，也称为非辐射复合，即nrr。
5、因此，本公开内容的目的是减少这些效应并提高光电子部件的效率。
6、
技术实现思路
7、本专利技术人认识到，通过p型掺杂剂来产生寄生pn结以生成qwi仍然可能引起非辐射复合nrr，特别是在靠近台面结构表面的该周向区域中。因此，本专利技术人提出在装置的侧表面上产生附加的非常薄的n掺杂层。该层可以从n掺杂层一直延伸穿过p掺杂层，覆盖qwi区域，并且在一侧的n掺杂层和另一侧的p掺杂层与qwi区域之间的界面处生成人造pn结。
8、这样的层可以通过引入浓度超过先前用于qwi的p型掺杂剂的浓度的n型掺杂剂的附加扩散步骤来实现。所得到的人造pn结相比先前的结构具有若干优点。首先(for once)，pn结现在被掩埋在材料内(除了非常小的区域外)，并且不能到达具有其许多nrr中心的表面。此外，通过该附加扩散步骤所形成的pn结具有比中央未混合的有源区大的带隙，使得中央pn结首先在正向方向上打开。此外，如已经提及的，该n掺杂表面层与周围层相比相对薄。因此，电荷载流子在移动穿过该薄的表面层时面临大的面电阻(area resistance)。该人造pn结位于远离中央n掺杂区的位置，这意指电荷载流子仅能通过该薄的n掺杂表面或包覆层。由于电阻较大，穿过该薄的表面层进入人造pn结的电流显著减少，并且几乎可以忽略不计。无论如何，多个nrr中心位于远离电荷载流子的位置，并且仅本身已经很小的电流中的非常小的部分在剩余nrr中心附近到达pn结。因此，通过人为创造的pn来使nrr的结构移位将引起针对中央区中的辐射复合的改善。
9、该结构用于基于gan、algan、ingaalp材料系统或基于将qwi混合用于防止电荷载流子到达限定装置的台面结构的表面区域的任何系统的小型光电子装置。
10、本专利技术的一些方面涉及光电子装置。该装置包括层堆叠，该层堆叠具有周向侧壁区并且包括n掺杂层和沉积在该n掺杂层上的有源区层，该有源区层具有中央第一部分和周围第二部分。p掺杂层被布置在有源区层上。此外，周围第二部分包括附加的p型掺杂剂，该p型掺杂剂在周围第二部分中引起量子阱混合。最后，在周向侧壁上设置从n掺杂层基本上朝向p掺杂层的顶部延伸的薄的n掺杂表面层。该薄的n掺杂表面层形成基本上平行于周向侧壁并且还至少部分地位于周围第二部分和p掺杂层内的人造pn结。
11、因此，侧壁表面变成n掺杂的，这样的掺杂覆盖p掺杂层和有源区的qwi混合区域。如前所述，装置的侧壁上由n掺杂表面层提供的人造pn结包括引起仅非常小的寄生电流流动的高的面电阻。与常规装置中侧壁处的qwi混合表面区的相对大的面积相比，该装置表面处的pn结的面积进一步减小。最终，与有源区的带隙相比，该pn结包括更大的带隙。
12、在一些方面，该薄的n掺杂表面层的厚度在10nm至250nm的范围内，特别地在50nm至150nm的范围内。因此，与有源区相比，该厚度非常小。量子效应可能迫使电子在移动经过该表面层时降低尺寸，从而进一步减少经过该区域的电流。在一些方面，引起qwi的p型掺杂剂可能至少部分地延伸到n掺杂层附近，或者甚至延伸到n掺杂层中，从而产生不期望的pn结。该pn结围绕中央部分并且可以具有至少500nm的横向宽度(lateral width)。
13、由p型掺杂剂和n掺杂层生成的pn结可以横向延伸至装置的表面侧壁。根据所提出的原理的n型表面层将覆盖该区域并且防止在侧壁的表面处形成pn结。
14、另一方面涉及用于生成qwi和n型表面层的不同掺杂剂和材料。在一些方面，p型掺杂剂包括zn，并且n掺杂表面层包括te或se。在一些其他方面，n掺杂表面层还包括作为先前加工步骤的残余物的p型掺杂剂。然而，n型掺杂剂具有比p型掺杂剂更高的浓度。
15、其他方面涉及根据所提出的原理生产光电子装置的方法。在提供载体衬底之后，在载体衬底上沉积n掺杂层。该处理可以包括用于使表面平滑、为随后的再接合处理添加牺牲层等若干准备步骤。
16、在随后的步骤中，通过在n掺杂层上沉积具有不同材料和/或掺杂剂浓度的相应层来形成有源区层。有源区层可以包括一个或更多个量子阱。因此，在沉积有源区层时，具有不同材料组成并因此形成不同带隙的一个或更多个层被沉积到n掺杂层上。
17、在形成有源区之后，在有源区层上沉积p掺杂层。然后，在p掺杂层上形成第一结构掩模，限定在第一结构化掩模下方的有源区内的第一区域。所述第一区域旨在在稍后的步骤中形成光电子装置的有源区域(active zone)。
18、在随后的步骤中，p型掺杂剂在有源区层的围绕第一区域的部分中扩散。p型掺杂剂可以包括zn。掺杂剂扩散到有源区层中会在邻近第一区域的第二区域中引起量子阱混合。在扩散处理之后，第二结构化掩模被沉积在p掺杂层上，覆盖有源区内的第一区域以及第二区域中邻近第一区域的部分。然后可以邻近第二区域的所述部分形成台面结构，从而暴露从第一n掺杂层延伸穿过第一n掺杂层与p型掺杂区之间的pn结直至p掺杂层的侧壁。台面结构因此暴露装置的在装置的第二区域内的一侧，即p型掺杂剂扩散到其中的部分。...
【技术保护点】
1.一种加工光电子装置的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一结构化掩模包括导电材料，特别是p接触材料。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积有源区层的步骤包括沉积量子阱或多量子阱层结构。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积有源区层包括：在沉积所述有源层区结构之前，沉积非掺杂或轻微n掺杂层到所述n掺杂层上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积p掺杂层包括：在沉积所述p掺杂层之前，沉积非掺杂或轻微p掺杂层到所述有源区层上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于所述n掺杂层的掺杂剂选自包括以下各项的组：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，扩散p型掺杂剂包括以下步骤：
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积第二结构化掩模包括以下步骤：
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，形成台面结构包括以下步骤：
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述侧壁上产生薄的n型表面层包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述沉积的步骤包括：
12.一种光电子装置，包括：
13.根据权利要求12所述的光电子装置，其中，所述薄的n掺杂表面层的厚度在10nm至250nm的范围内，并且特别地在50nm至150nm的范围内。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的光电子装置，其中，所述p型掺杂剂至少部分地延伸到所述n掺杂层附近或延伸到所述n掺杂层中，形成围绕所述中央第一部分的人造pn结。
15.根据权利要求12至14所述的光电子装置，其中，所述周围第二部分的横向宽度为至少500nm。
16.根据权利要求12至15所述的光电子装置，其中，所述p型掺杂剂包括Zn，并且所述n掺杂表面层包括Te。
17.根据权利要求12至15所述的光电子装置，其中，所述n掺杂表面层包括所述p型掺杂剂和浓度比所述p型掺杂剂高的n型掺杂剂。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种加工光电子装置的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一结构化掩模包括导电材料，特别是p接触材料。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积有源区层的步骤包括沉积量子阱或多量子阱层结构。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积有源区层包括：在沉积所述有源层区结构之前，沉积非掺杂或轻微n掺杂层到所述n掺杂层上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积p掺杂层包括：在沉积所述p掺杂层之前，沉积非掺杂或轻微p掺杂层到所述有源区层上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于所述n掺杂层的掺杂剂选自包括以下各项的组：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，扩散p型掺杂剂包括以下步骤：
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沉积第二结构化掩模包括以下步骤：
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，形成台面结构包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·埃贝克，
申请(专利权)人：艾迈斯欧司朗国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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