【技术实现步骤摘要】
本专利技术的领域是生长衬底(growth substrate)，其包括能够制造二极管阵列的台面，该二极管阵列适于以本征方式发射或检测不同波长的光辐射。
技术介绍
1、存在制造适于以本征方式(native manner)发射不同波长的光辐射的发光二极管阵列的方法。二极管阵列则可以包括适于发射红光的二极管、适于发射绿光的其它二极管以及最后适于发射蓝光的其它二极管。这种二极管阵列然后形成具有rgb(代表红、绿、蓝)本征发射的微屏幕。
2、二极管被称为具有本征发射，在某种意义上是指，以给定波长发射的每个二极管的有源区不同于以另一波长发射的二极管的有源区。在基于ingan制成的二极管的情况下，有源区因量子阱中铟的比例而彼此不同。
3、因此，这种具有本征发射的二极管阵列不同于颜色转换技术，在颜色转换技术中，所有二极管以相同的波长发射，例如蓝色，并且每个都涂有包括发光体(例如形成量子点的半导体纳米晶体)的标记(plot)，以将入射光至少部分地转换成其他波长的光。
4、为了制造具有本征发射的二极管阵列，一种方法在于使用具有台面的生长衬底，其中台面在电化学孔隙化步骤期间已被制成为部分多孔的。这种电化学孔隙化技术尤其公开在griffin and liver entitled prus nitride semicnductrs reviewed,j.phys.d:appl.phys.53(2020)383002的文章中。
5、文献ep3840065a1描述了制造生长衬底然后使用电化学孔隙化技术制造二极管
6、从一个台面到另一个台面，台面的掺杂层可具有不同的掺杂水平，这产生不同的孔隙化，并因此产生不同的松弛率(relaxation rate)。由不同台面制成的二极管则包括具有或多或少显著的铟比例的量子点，从而允许获得不同波长的发射像素。
7、然而，为了获得从一个台面到另一个台面，其ingan掺杂层具有不同掺杂水平的台面，在制造台面的步骤之前，必须进行在全晶片ingan层中以不同的掺杂水平局部注入掺杂剂的步骤，这会导致制造工艺复杂化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的至少部分缺点，更具体地，提供一种生长衬底及其制造方法，该生长衬底用于制造适于以本征方式发射或检测不同波长的光辐射的二极管阵列。与前文描述的现有技术相比，该生长衬底由于不包括在制造台面之前局部注入掺杂剂的步骤而可通过简化的方法来制造。
2、为此，本专利技术的目的是适于通过外延制造ingan基二极管阵列的生长衬底，包括：
3、o由gan基无孔晶体材料制成的下绝缘层；
4、o台面m(i)，其中i的范围为0到n，该台面m(i)由gan基晶体材料制成，位于下绝缘层上并与之接触，并且每个台面包括n个掺杂层，其中n≥2，该n个掺杂层由无孔材料制成的中间绝缘层成对地隔开，并且每个台面具有适于通过外延制造该阵列的二极管的自由上表面；台面根据至少三种不同类别来配置，包括：
5、·其中n个掺杂层是多孔的被称为m(n)的台面类别，
6、·其中掺杂层都不是多孔的被称为m(0)的台面类别，
7、·其中n个掺杂层是多孔的被称为m(n)的台面类别，其中1≤n<n。
8、每个台面m(i)可包括外延再生长层，该外延再生长层位于n个掺杂层中的上掺杂层上，由松弛材料的晶格参数amcre大于下绝缘层的有效晶格参数aecii的ingan基无孔晶体材料制成：
9、o每个台面m(n)的外延再生长层具有最大晶格参数的aecre(n)；
10、o每个台面m(0)的外延再生长层具有小于aecre(n)的晶格参数aecre(0)；
11、o每个台面m(n)的外延再生长层具有小于aecre(n)且不同于aecre(0)的中间晶格参数aecre(n)。
12、每个台面的中间绝缘层的厚度可小于相邻的掺杂层的厚度。
13、每个台面的中间绝缘层可具有介于10nm和100nm之间的厚度。
14、下绝缘层和中间绝缘层可具有至多等于5×1017cm-3的掺杂水平。优选地，中间绝缘层是无意掺杂的。
15、优选地，掺杂层是n型掺杂的。
16、从一个台面到另一个台面，台面m(i)的下掺杂层可由相同的材料制成并且具有相同的厚度；从一个台面到另一个台面，台面m(i)的中间绝缘层由相同的材料制成并且具有相同的厚度；以及从一个台面到另一个台面，台面m(i)的上掺杂层由相同的材料制成并且具有相同的厚度。
17、本专利技术还涉及一种光电器件，包括根据前述特征中任何一项所述的生长衬底；和从生长衬底的台面开始外延的ingan基二极管d(i)的阵列，其中二极管适于发射或检测不同波长的光辐射，从一种台面m(i)到另一种台面，该波长是不同的。
18、光电器件可以形成rgb微屏幕(microscreen)，其中二极管d(i)为发光二极管，其被配置为发射至少蓝色和红色的光辐射。
19、本专利技术还涉及制造根据前述特征中任何一项所述的生长衬底的方法，包括以下步骤：
20、确定在后续的电化学孔隙化步骤中要施加的电压的值；
21、制作晶体叠层，该晶体叠层从底部到顶部包括：由在要施加的电压的预定值下不能被孔隙化的gan基晶体材料制成的下绝缘连续层；由在要施加的电压的预定值下能被孔隙化的gan基晶体材料制成的n个掺杂连续层，其中n≥2；至少一个中间绝缘连续层，其将掺杂连续层成对地隔开，由在要施加的电压的预定值下不能被孔隙化的gan基晶体材料制成；
22、o局部蚀刻晶体叠层，以形成台面m(i)；
23、o根据台面m(i)的不同类别，制作与待孔隙化的掺杂层接触的多个电极；
24、o通过向待孔隙化的掺杂层施加预定值的电压，使待孔隙化的掺杂层同时被电化学孔隙化。
25、下绝缘连续层的材料和中间绝缘连续层的材料可具有低于预定最小值的掺杂水平，其中所述预定最小值为从其开始，下绝缘连续层的材料和中间绝缘连续层在给定在孔隙化步骤期间施加的电压的预定值下，可被孔隙化。
26、制造方法可包括以下步骤：
27、在孔隙化步骤之后，去除电极，然后共形地沉积覆盖台面的绝缘薄层；
28、沉积填充台面之间空间的填充厚层，然后减薄该填充厚层，从而使覆盖台面m(i)的上表面的绝缘薄层的上部自由；
29、选择性地在台面m(i)处选择性地蚀刻绝缘薄层的上部，使这些的上表面自由。
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1.一种适于通过外延制造InGaN基二极管阵列的生长衬底(10)，包括：
2.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，每个台面M(i)包括外延再生长层(16)，所述外延再生长层(16)位于所述N个掺杂层(13、15)中的上掺杂层(15)上，由其松弛材料的晶格参数amcre大于所述下绝缘层(12)的有效晶格参数aecii的InGaN基无孔晶体材料制成：
3.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，每个台面的所述中间绝缘层(14)的厚度小于相邻的掺杂层(13、15)的厚度。
4.根据权利要求3所述的生长衬底(10)，其中，每个台面的所述中间绝缘层(14)的厚度介于10nm和100nm之间。
5.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，所述下绝缘层(12)和所述中间绝缘层(14)的掺杂水平至多等于5×1017cm-3。
6.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，所述掺杂层(13、15)是n型掺杂的。
7.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，从一个台面到另一个台面，所述台面M(i)的下掺杂层
8.一种光电器件(1)，包括：根据权利要求1所述的生长衬底(10)；和从所述生长衬底(10)的台面开始外延的InGaN基二极管D(i)的阵列，所述二极管适于发射或检测不同波长的光辐射，从一种台面M(i)到另一种台面，所述波长是不同的。
9.根据权利要求8所述的光电器件(1)，形成RGB微屏幕，其中所述二极管D(i)为发光二极管，被配置为发射至少蓝色和红色的光辐射。
10.一种用于权利要求1所述的生长衬底(10)的制造方法，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，所述下绝缘连续层(22)的材料和所述中间绝缘连续层(24)的材料具有低于预定最小值的掺杂水平，其中所述预定最小值为从其开始所述下绝缘连续层(22)和所述中间绝缘连续层(24)在给定孔隙化步骤期间施加的电压的预定值下，可被孔隙化。
12.根据权利要求10所述的制造方法，包括以下步骤：
13.根据权利要求10所述的制造方法，其中，所述晶体叠层(20)包括InGaN基的外延再生长连续层(26)，所述InGaN基的外延再生长连续层(26)位于所述N个掺杂连续层(23、25)中的上掺杂连续层(25)上。
14.根据权利要求10所述的制造方法，其中，在孔隙化步骤之后，在每个台面M(i)的N个掺杂层(13、15)中的上掺杂层(15)上制作InGaN基外延再生长层(16)。
15.一种用于制造权利要求8所述的光电器件的方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适于通过外延制造ingan基二极管阵列的生长衬底(10)，包括：
2.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，每个台面m(i)包括外延再生长层(16)，所述外延再生长层(16)位于所述n个掺杂层(13、15)中的上掺杂层(15)上，由其松弛材料的晶格参数amcre大于所述下绝缘层(12)的有效晶格参数aecii的ingan基无孔晶体材料制成：
3.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，每个台面的所述中间绝缘层(14)的厚度小于相邻的掺杂层(13、15)的厚度。
4.根据权利要求3所述的生长衬底(10)，其中，每个台面的所述中间绝缘层(14)的厚度介于10nm和100nm之间。
5.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，所述下绝缘层(12)和所述中间绝缘层(14)的掺杂水平至多等于5×1017cm-3。
6.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，所述掺杂层(13、15)是n型掺杂的。
7.根据权利要求1所述的生长衬底(10)，其中，从一个台面到另一个台面，所述台面m(i)的下掺杂层(13)由相同的材料制成并且具有相同的厚度；从一个台面到另一个台面，所述台面m(i)的中间绝缘层(14)由相同的材料制成并且具有相同的厚度；以及从一个台面到另一个台面，所述台面m(i)的上掺杂层(15)由相同的材料制成并且具有相同的厚度。
8.一种光电器件(1)，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢多维奇·杜普瑞，阿梅莉·迪赛涅，卡罗尔·佩内尔，法比安·罗尔，
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：
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