使用与半导体施主分离的层来制造光电装置的方法和由该方法制成的装置制造方法及图纸

制造含有功能元件的光电装置的方法，所述功能元件是由从天然和/或制得的层状半导体施主脱离的层制成的。在一个实施例中，提供施主，使一层与施主分离且将该层作为其功能元件并入光电装置中。根据需要调整分离层的厚度，以使其适合所述功能元件的功能性。可以使用分离层制成的功能元件的实例包括p-n结、肖特基结、PIN结、约束层及其他。可以供所述分离层并入的光电装置的实例包括LED、激光二极管、MOSFET晶体管、MISFET晶体管及其他。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用与半导体施主分离的层来制造光电装置的方法和由该方法制成的装置相关申请信息本申请要求于2010年9月10日提交的序号为61/403,041和于2010年11月3日提交的序号为61/456,152的美国临时专利申请的优先权，其整体通过引用的方式并入于此。
本专利技术一般涉及光电装置领域。具体地，本专利技术涉及使用与半导体施主分离的层来制造光电装置的方法以及由该方法制成的装置。
技术介绍
诸如基于p-n结的装置的光电装置具有各种各样的应用并通常由常规的半导体-层-生长/沉积技术制得。一些基于p-n结的装置，比如发光二极管（LED）和激光二极管，被特别设计为用于发光。从LED发出的光是通过注入到所述结中的正负电荷载子的重新结合而产生的。可以通过选择具有期望的能隙的结材料而预先确定从LED发出的光的颜色。而能隙又限定能量，由此限定了所发出的光的波长（即颜色）。其它光电装置根据相关概念操作并包括很多类型的结和结构，包括PIN结、MOSFET晶体管、MISFET晶体管和很多其它类型。
技术实现思路
在一个实施方式中，本公开内容涉及一种制造电子和/或光电装置的方法。所述方法包括：提供具有可分离层的半导体施主；使所述可分离层从施主中脱离；以及，将所述可分离层作为光电装置的电气功能元件并入所述光电装置中。在另一个实施方式中，本公开内容涉及一种制造具有电气功能元件的光电装置的方法。所述方法包括：提供具有晶体半导体层的施主，其中，所述施主被配置为容许晶体半导体层从其脱离；使所述晶体半导体层从施主中脱离；将所述晶体半导体层作为光电功能元件并入光电装置中；以及，根据所述光电功能元件的光电功能，以预定厚度设置所述光电功能元件。在又一个实施方式中，本公开内容涉及一种光电装置。所述装置包括：第一电触点，其被设计和配置以将光电装置连接到电路中；第二电触点，其被设计和配置以将光电装置连接到电路中；以及，电气功能元件，其包括与所述分离半导体层的施主分离的分离半导体层。附图说明为了例示本专利技术，在附图中示出了本专利技术的一个或多个实施方式的多个方面。然而，应该理解的是，本专利技术并不限于附图所示的精确配置和手段，其中：图1为制造具有作为光电功能元件的晶体半导体层的光电装置的典型方法的流程图；图2为例示了层状施主的结构和制得的层状施主的示意图；图3为描绘了将材料沉积在基片上以生成层状施主的示意图；图4描绘了材料的厚度和能隙之间的关系；图5进一步描绘了至少具有小于300埃、且特别地小于100埃的尺寸的材料的材料尺寸和材料能隙之间的关系；图6描绘了一电路的典型实施例，所述电路包含一装置，所述装置具有并入其中作为其电气功能元件的分离层；图7为根据本公开内容的制造基于p-n结的装置的典型方法的流程图；图8A-8G例示了图7的方法的各个步骤；图9为制造具有量子约束层的光电装置的典型方法的流程图；图10A-10K例示了图9中方法的各个步骤；以及图11-17描绘了根据本公开内容的教导而制成的装置的实例。具体实施方式本公开内容部分地针对功能性光电装置，其通过将一层与层状半导体施主分离并将该分离层作为装置的电气功能元件并入该装置中而制得。此处所用的术语“功能元件”指的是电气或光电电路元件，当被施加电气和/或电磁刺激时，其提供基本的电气或光电功能。此外，术语“层状材料”、“层状半导体施主”等不仅包括固有层状材料，而且还包括制得的呈现出层状的材料。下面对制得的层状材料的若干实例进行描述。而且，本公开内容的教导适用于几乎所有的电子、光学、光电或电致发光装置。下面详细讨论利用由层状半导体施主制成的功能元件的若干典型装置。然而，本领域技术人员将理解，所示出的典型装置只是从能够利用此处公开的教导的装置中选出的少量示例。其它电气和光电功能半导体元件的实例在2010年11月3日提交的序号为61/456,152并且题目为“制造LED和其它光电装置的新型材料和方法（NOVELMATERIALANDMETHODOFMAKINGANLEDANDOTHEROPTO-ELECTRONICDEVICES）”的美国临时专利申请的78页中（在下文中称为“152申请”）示出，并通过引用方式并入于此。现在参考附图，图1例示了制造一个或多个光电装置并将所制造的装置并入电路中的典型方法100，所述装置具有作为其电气功能元件的分离层状半导体层。在高层面上，方法100从提供因其光电特性而选择的层状半导体施主的步骤105开始。当术语“光电”被用在整个该公开内容中时，应该理解，该术语的含义广泛地包括施主和/或与施主分离的层的任何光学、电子和/或光电特性。在选择施主时可考虑的光电特性的实例包括能隙、电阻率、导电率、电致发光效率、吸收系数和吸收起始。在选择时可以进一步考虑的其它因素包括物理特性，比如晶格常数、片层厚度和化学成分。然而，不必严格应用上述这些因素。可能影响施主选择的其它因素包括：将施主制造为量子约束层、使施主外延沉积、降低存在的位错或晶粒边界的数量和密度的能力，以及本领域技术人员所熟知的其它因素。这些另外的标准和其它对本领域技术人员而言已知的标准都可用于选择层状半导体施主。在阅读整个公开内容后，显而易见的是，所选择的施主可以具有多个形态中的任何一种形态。例如，该施主可以是单个晶体、多晶体、微晶体、纳米晶体、织纹化和其它未清楚公开的形态。在一些实施例中，半导体施主可以是具有多个片层和多个层间空间的层状施主，每个层间空间被称为“通道”。图2例示了具有四个片层204A-204D和三个通道208A-208C的施主200；然而，本领域技术人员将容易理解的是，所选择的施主可以具有更少的或（通常很多的）多于四个的片层和多于三个的通道。如下面更加详细描述的，层状施主200可以是多种材料中的任何一种，包括固有片层状材料以及需要加工以获得分层的层状结构的材料。例如，图3例示了制得的施主300，其是通过在替代基片308上沉积可分离层304而形成的。下面将更加详细地描述图2和图3。继续参照图1，例如，根据上述标准和其它未特别说明但本领域技术人员应理解的标准而在步骤105中选择层状半导体施主后，方法100继续进行至可变步骤（meta-step）110，在该步骤中制造一个或更多的光电装置。在该实施例中，可变步骤110包括：将一层施主从所选施主中分离的步骤115，将分离层并入光电装置中的步骤120，和改变分离层的厚度的步骤125。应注意到的是，步骤115、120和125没有以任何具体顺序示出。在阅读该整体公开内容后，显而易见的是，这是因为可根据所用的具体材料和技术以及所制造的光电装置的类型而以不同的顺序实施步骤115、120和125。紧接着在下文中大概描述步骤115、120和125，然后在若干特定实例中对其进行例示。可变步骤110可能是从步骤115开始的。在步骤115中，将至少一层施主从层状半导体施主中分离。根据施主的原始尺寸、从其上分离的第一层的尺寸以及将第一层分离后剩下的施主的量，有可能通过重复步骤115有选择地将至少又一层施主从施主中分离。可以在该步骤中通过使用多种技术中的任何一种将层从施主中分离。例如，可通过劈裂将层从施主中分离。劈裂是沿着其所选的一个劈裂平面移除该层，所述劈裂平面与通道叠合。劈裂可以例如通过刻绘或在通道平面中引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.10 US 61/403，041;2010.11.03 US 61/456，1521.一种制造光电装置的方法，包括：提供具有可分离层的半导体施主；使所述可分离层从所述施主脱离；以及将所述可分离层作为光电装置的电气功能元件并入所述光电装置中，其中，所述提供半导体施主包括：提供固有层状材料，所述固有层状材料具有通过范德华力结合在一起的片层；并且所述脱离包括：使所述片层的至少一个从所述半导体施主脱离。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供固有层状材料包括：提供包括镓和硒的材料。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述固有层状材料包括：具有大于或等于1.8eV并小于或等于2.5eV的块体能隙的层状材料。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述固有层状材料包括：具有大于或等于2.5eV并小于或等于4.5eV的块体能隙的层状材料。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述可分离层具有厚度，并且所述方法还包括：将所述可分离层的厚度作为所述光电装置的电气功能元件的预期性能的函数进行调整。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述厚度的调整是与所述脱离相结合进行的。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述光电装置具有p-n结，并且所述将可分离层并入包括：将所述可分离层并入所述p-n结的一侧中。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述光电装置具有p-n结，并且所述将可分离层并入包括：将所述可分离层并入所述p-n结的n-侧中，并且还包括：将第二可分离层并入所述p-n结的p-侧中。9.如权利要求1所述的方法，其中，所述光电装置具有量子约束层，并且所述将可分离层并入包括：将所述可分离层并入所述量子约束层中。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供半导体施主包括：提供具有多个片层的晶体半导体施主，并且所述使可分离层与所述施主脱离包括：使所述多个片层的一部分与所述晶体半导体施主脱离。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述使多个片层的一部分脱离包括：使多个片层与所述晶体半导体施主脱离。12.如权利要求1所述的方法，其中，所述可分离层具有第一掺杂类型，并且所述方法还包括：将第一半导体层沉积在所述可分离层的第一表面上，其中，所述第一半导体层具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型，由此形成p-n结。13.如权利要求1所述的方法，还包括：在两个半导体层之间夹入所述可分离层，其中，所述两个半导体层具有相反的掺杂类型，且每个半导体层的能隙大于所述可分离层的能隙。14.如权利要求13所述的方法，还包括：提供具有小于100nm的厚度的所述可分离层，使得所述可分离层在所述光电装置中起量子约束层的作用。15.如权利要求13所述的方法，还包括：提供具有大于100nm的厚度的所述可分离层，使得所述可分离层在所述光电装置中起电致发光层的作用。16.如权利要求13所述的方法，还包括：提供具有非均匀厚度的所述可分离层，由此使得所述光电装置在被施加电压时发射多个光波段。17.如权利要求16所述的方法，其中，所述非均匀厚度呈曲线形。18.如权利要求16所述的方法，其中，所述非均匀厚度呈平坦形。19.如权利要求12所述的方法，还包括：在沉积前，添加量子点至所述可分离层的表面。20.如权利要求1所述的方法，还包括：使用夹间物质来改变所述可分离层的能隙。21.如权利要求1所述的方法，还包括：通过剥离来改变所述可分离层的能隙。22.如权利要求1所述的方法，其中，使用夹间物质完成所述脱离。23.一种制造具有电气功能元件的光电装置的方法，所述方法包括：提供具有晶体半导体层的施主，其中，所述施主被配置为容许所述晶体半导体层从其上脱离；使所述晶体半导体层从所述施主脱离；将所述晶体半导体层作为光电功能元件并入所述光电装置中；以及根据所述光电功能元件的光电功能，以预定厚度设置所述光电功能元件，其中：所述提供施主包括：提供包括固有层状晶体半导体材料的施主，所述固有层状晶体半导体材料具有通过范德华力结合在一起的片层；以及所述脱离包括：将所述片层的至少一个作为晶体半导体层从固有层状晶体半导体材料分离。24.如权利要求23所述的方法，其中：所述提供施主包括：在可重复使用的晶体基片上沉积所述晶体半导体层；以及所述脱离包括：使所述晶体半导体层与所述晶体基片分离。25.如权利要求23所述的方法，其中：所述脱离包括：将多个固有层从固有层状晶体半导体材料分离以形成所述晶体半导体层。26.如权利要求23所述的方法，其中，所述以预定厚度设置至少一个光电功能元件是作为所述脱离的一部分来实施的。27.如权利要求23所述的方法，其中，所述以预定厚度设置至少一个光电功能元件包括：在所述脱离后，调整所述晶体半导体层的厚度。28.如权利要求27所述的方法，其中，所述调整厚度包括：从所述晶体半导体层中移除材料。29.如权利要求27所述的方法，其中，所述调整厚度包括：在所述晶体半导体层上添加材料。30.一种根据权利要求1-29的任一项所述的方法制造的光电装置，包括：第一电触点，其被设计和配置成将所述光电装置连接到电路中；第二电触点，其被设计和配置成将所述光电装置连接到电路中；以及光电功能元件，其包括分离的半导体层，所述分离的半导体层与所述分离的半导体层的施主分离，其中所述施主包括多个片层。31.如权利要求30所述的光电装置，还包括p-n结，其中，所述分离的半导体层包括所述p-n结的一侧。32.如权利要求30所述的光电装置，还包括：包括所述分离的半导体层的约束层。33.如权利要求32所述的光电装置，其中，所述分离的半导体层具有小于100nm的厚度，从而在所述光电装置工作时起量子约束层的作用。34.如权利要求32所述的光电装置，其中，所述分离的半导体层具有小于10nm的厚度。35.如权利要求30所述的光电装置，其中，所述分离的半导体层具有大于100nm的厚度，从而在所述光电装置工作时起电致发光层的作用。36.如权利要求30所述的光电装置，其中，所述分离的半导体层具有非均匀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿杰库玛·R·贾殷，
申请(专利权)人：维尔雷思科技有限公司，
类型：
国别省市：