專利名稱：光電裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由位于硅晶片之上由化合物半導(dǎo)體(compoundsemiconductors)或 其他的晶格不相稱半導(dǎo)體材料(lattice-mismatchedsemiconductors)所制成的半導(dǎo)體 二極管及其制造方法，且尤其涉及如發(fā)光二極管(light emitting diode)、激光、光電壓 (photovoltaics)及其他光電子(optoelectronic)用途的光電應(yīng)用。
背景技術(shù)：
于下文中將主張2007年4月9日申請的第60/922，533號美國臨時專利申請案的 優(yōu)先權(quán)的第60/922，533號美國專利申請案(申請日為2008年4月9號)以提及方式并入 于本文中。本節(jié)中提供了背景資料并介紹了于下文中所描述和/或所主張的權(quán)利范圍所相 關(guān)的不同觀點的相關(guān)信息。這些背景資料的陳述并非承認(rèn)其為公知技術(shù)。大部分的芯片制作皆應(yīng)用了具有高品質(zhì)、大區(qū)域、低成本等優(yōu)點的硅晶片的硅制 造工藝。采用如砷化鎵(gallium arsenide)與磷化銦(indium phosphide)等化合物半 導(dǎo)體的裝置的商業(yè)制作則通常無法具有前述的硅制造工藝的優(yōu)點。其通常于由如藍寶石 (sapphire)、錯(germanium)、石申化嫁(gallium arsenide)或碳化娃(silicon carbide)等 材料所制成的小且昂貴的晶片上進行如發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)、多結(jié)太 陽能電池(multi-junction solar cell)及其他化合物半導(dǎo)體裝置的制作。于便宜的基板上制造半導(dǎo)體化合物裝置的挑戰(zhàn)牽涉到極大的經(jīng)濟因素。由于可發(fā) 射與檢測光線，化合物半導(dǎo)體于通信基礎(chǔ)建設(shè)中為重要的元件。其為適用于如透過光纖傳 輸信號的激光中、用于接受上述信號的感測器、移動電話內(nèi)的放大器(amplifier)、移動電 話基地臺內(nèi)的放大器、以及與傳輸與接收微波信號的電路等應(yīng)用中的材料。發(fā)光二極管通常由設(shè)置于藍寶石(sapphire)或碳化硅(silicon carbide)材質(zhì) 的晶片上的多個氮化鎵(gallium nitride)膜層所組成。這些獨特基板造成了發(fā)光二極管 的高成本。直徑4英寸的藍寶石晶片的通常價值約130美元，而兩英寸的碳化硅晶片則價 值約2000美元。作為比較之用，具有四倍于四英寸晶片的使用面積或16倍于兩英寸晶片 的使用面積的八英寸硅晶片的成本則通常低于100美元。高效多結(jié)太陽能電池(high-efficiencymulti-junction solar cells)通常包 括設(shè)置于鍺晶片上的如鍺、砷化鎵及磷化銦的膜層。于發(fā)光二極管所用的晶片中，所使用的 鍺晶片通常較硅晶片為較小且明顯為較昂貴。于硅晶片上制作化合物半導(dǎo)體裝置的能力有助于加速其于多種主要工業(yè)中的市 場成長。目前限制了半導(dǎo)體晶片上的化合物半導(dǎo)體裝置的實際制作的兩種主要技術(shù)障礙 分別為晶格常數(shù)的不匹配(mismatch of lattice constants)與熱膨脹系數(shù)的不匹配 (mismatch ofthermal expansion coefficients)的情形。晶格不匹配于結(jié)晶物中，原子依照規(guī)則性周期陣列物而設(shè)置(即公知的晶格)。介于原子之間的距離，即公知的晶格常數(shù)，通常約為數(shù)埃(1埃=10,米)。硅具有較化合 物半導(dǎo)體為小的晶格常數(shù)。當(dāng)于硅上成長化合物半導(dǎo)體時，于界面處出現(xiàn)了如公知的錯配 差排(misfit dislocation)的結(jié)晶瑕疵(crystallineimperfections)。如此的錯配差排 造成了如公知貫穿差排(threading dislocation)的其他結(jié)晶缺陷，其自界面處向上傳播。 貫穿差排縮減了如激光、太陽能電池、發(fā)光二極管等化合物半導(dǎo)體裝置的表現(xiàn)與可靠度。熱收縮的不匹配化合物半導(dǎo)體通常于如超過1000°C的高溫下成長。當(dāng)晶片冷卻 之后，化合物半導(dǎo)體的薄膜較硅晶片的收縮程度為大。其結(jié)果為，晶片將彎曲成為內(nèi)凹狀， 且施加應(yīng)力與最終地使得薄膜產(chǎn)生破裂。直到最近，發(fā)展出了包括下述三種方法的于硅基板上成長高品質(zhì)的化合物半導(dǎo) 體的最穩(wěn)固的現(xiàn)有技術(shù)，例如漸變緩沖層(graded buffer layers)法、晶片連結(jié)(wafer bonding)法或于島狀物上的選擇性成長(selective growth onmesas)法等技術(shù)。然而，上 述技術(shù)則尚未達成商業(yè)上的成功。于漸變緩沖層法中，材料的組成由大體純硅(pure silicon)逐漸地變化成化合物 半導(dǎo)體。由于晶格常數(shù)也逐漸地隨著變化，故晶格缺陷較少形成于界面處。不幸地，這些漸 變緩沖層具有相對厚的厚度(每4%的晶格不相稱情形具有約10微米)。如此厚的緩沖層 增加了工藝成本及破裂的可能性。晶片連結(jié)法則牽涉到于昂貴基板上成長一裝置、接著剝離上述裝置并將的接合 (bonding)于硅晶片上。上述方法并不考慮采用當(dāng)今硅制造工藝以作為降低成本的方法。 此外，接合通常需要高于300°C的溫度。當(dāng)材料冷卻之后，由于相較硅晶片具有更大的收縮 情形，故化合物半導(dǎo)體可能破裂。島狀物上的選擇性成長法則利用了特定差排的遷移率。此方法于小區(qū)域(長度約 為10-100微米)內(nèi)沉積化合物半導(dǎo)體材料，進而形成了一短溝道，其可供位于此處的移動 差排(mobile dislocation)可滑動至此區(qū)域的邊緣并自此裝置處而移除。然而，借由上述 技術(shù)所形成的結(jié)構(gòu)通常具有高密度的貫穿差排(高于1億/每平方公分)。上述技術(shù)并無 法移除固定差排(immobiledislocation)，于當(dāng)晶格不匹配超過了 2%時其將成為占大多 數(shù)。近年來已發(fā)展出了深寬比捕捉(aspect ratio trapping)技術(shù)(由Park等人于 APL 90,0521113(2007)所揭示，于此以提及方式并入于本文中)，其可于硅晶片上沉積高 品質(zhì)的化合物半導(dǎo)體材料、鍺或其他的晶格不匹配材料。圖1顯示了此深寬比捕捉技術(shù)的 原理。于一硅晶片10之上沉積如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)的一介電材料20的薄 膜層。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可選擇如SiOxNy及如鉿(Hf)與鋯(Zr)的硅化物或氧化物等的多 種介電材料。于上述介電材料內(nèi)蝕刻形成一溝槽，接著沉積如鍺或化合物半導(dǎo)體的晶格不匹配 半導(dǎo)體30于溝槽內(nèi)。如虛線所表示的貫穿差排40將向上傳播，其通常依照相對于界面呈大 體45度的一角度向上傳播。貫穿差排40并不會朝溝槽長度方向而向下傳播，其依照垂直 于結(jié)晶的成長晶面(faceted growth face)的一方向而傳播，這些晶面引導(dǎo)了差排朝向側(cè) 壁，并于這些側(cè)壁處終止。位于溝槽內(nèi)其側(cè)壁捕捉了貫穿差排的區(qū)域可稱之為“捕捉區(qū)”50。 晶格不相稱半導(dǎo)體30之上方區(qū)域，且高于捕捉區(qū)50的一區(qū)域則為一相對無缺陷區(qū)60。深寬比捕捉技術(shù)基于下述原因而解決了起因于熱膨脹系數(shù)的不匹配所造成的破裂問題(1)由于外延膜層為薄，故應(yīng)力為??；(2)由于深寬比捕捉開口的尺寸為小，故材料 可為彈性地調(diào)和起因于熱膨脹不匹配所造成的應(yīng)力；以及C3)較半導(dǎo)體材料為佳的二氧化 硅基座可產(chǎn)生形變以調(diào)和上述應(yīng)力。請繼續(xù)參照圖2，顯示了采用深寬比捕捉技術(shù)于硅晶片上所形成的連續(xù)的高品質(zhì) III-V族半導(dǎo)體或其他晶格不匹配材料的高品質(zhì)薄膜。上述技術(shù)相似于如圖1所示的技術(shù)， 除了持續(xù)地成長晶格不匹配半導(dǎo)體直到相鄰的溝槽內(nèi)的成長結(jié)合成為了一單一連續(xù)膜層 70。其他的缺陷，即所謂的接合缺陷80，則形成于相接合成長處的部分的接合區(qū)域。然而， 此缺陷密度仍遠(yuǎn)少于直接于硅晶片上成長晶格不匹配半導(dǎo)體的缺陷密度。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種光電裝置及其制造方法。依據(jù)一實施例，本發(fā)明提供了一種光電裝置，包括一基板；一介電材料，包括露出該基板的一部分的兩個或兩個以上的開口，所述兩 個或兩個以上的開口分別具有至少為1的一深寬比；一底部二極管材料，包括晶格不相稱 于該基板的一化合物半導(dǎo)體材料，且其中該化合物半導(dǎo)體材料占據(jù)了所述兩個或兩個以上 的開口并于所述兩個或兩個以上的開口之上接合成一底二極管區(qū)域；一頂部二極管材料； 以及一有源二極管區(qū)，位于該頂部二極管材料與該底部二極管材料之間。依據(jù)另一實施例，本發(fā)明提供了一種光電裝置，包括一基板；以及包括一第一區(qū)，鄰近該基板的一第一頂面、一第二區(qū)，鄰近該第一區(qū)、 及一有源區(qū)，介于該第一區(qū)與該第二區(qū)之間的一光電二極管，其中該第二區(qū)包括鄰近于該 有源區(qū)的一表面，該表面大體平行于該基板的該頂面；以及該第二區(qū)包括與該有源區(qū)相分 隔的至少一缺陷捕捉區(qū)，該缺陷捕捉區(qū)包括延伸自該基板的該頂面的一表面。依據(jù)又一實施例，本發(fā)明提供了一種光電裝置的制造方法，包括沉積一第一介電材料層于一基板之上；圖案化該第一介電材料層以于其內(nèi)形成兩 個或兩個以上的開口，已露出該基板的該表面的部分，所述兩個或兩個以上的開口具有至 少為1的深寬比；借由成長晶格不相稱于該基板的一化合物半導(dǎo)體材料于所述兩個或兩個 以上的開口內(nèi)，使得該化合物半導(dǎo)體材料填滿所述兩個或兩個以上的開口并于所述兩個或 兩個以上開口之上接合成一連續(xù)膜層，以形成一底二極管區(qū)；形成一有源二極管區(qū)于該底 部二極管區(qū)之上；以及形成一頂二極管區(qū)于該有源二極管區(qū)之上。本發(fā)明借由于高品質(zhì)、大區(qū)域、低成本的硅晶片上而非于又小又較貴的基板上制 作太陽能電池、發(fā)光二極管、共振穿隧二極管、半導(dǎo)體激光與其他化合物半導(dǎo)體裝置，借以 降低太陽能電池、發(fā)光二極管、共振穿隧二極管、半導(dǎo)體激光與其他化合物半導(dǎo)體裝置的成 本。為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配 合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1顯示了深寬比捕捉技術(shù)的原理，以及于硅晶片上沉積高品質(zhì)化合物半導(dǎo)體或 其他的晶格不相稱半導(dǎo)體的方法；
圖2顯示了借由深寬比捕捉技術(shù)以于硅晶片上成長高品質(zhì)的化合物半導(dǎo)體或其 他晶格不相稱半導(dǎo)體的薄膜的技術(shù)；圖3顯示了半導(dǎo)體二極管的一結(jié)構(gòu)；圖4顯示了依據(jù)本發(fā)明一第一實施例的一半導(dǎo)體二極管；圖5與圖6顯示了用于制造第一實施例的半導(dǎo)體二極管的連續(xù)階段；圖7為一流程圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一制造方法；圖8、圖9、圖10顯示了如圖7所示的制造方法的變化；圖11顯示了依據(jù)本發(fā)明的一第二實施例的一施體晶片；圖12為一流程圖，顯示依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一施體晶片的一制造方法；圖13與圖14顯示了圖12內(nèi)的制造方法的變化；圖15-圖17顯示了于利用一施體晶片以形成一氮化鎵基板的一方法中的不同步 驟；圖18為一流程圖，顯示了如圖15-圖17所示的方法；圖19-圖20顯示了如圖18所示方法的變化情形；圖21顯示了可能發(fā)生于外延成長膜層內(nèi)的破裂情形；圖22顯示了借由深寬比捕捉而降低位于成長于一硅基板上的半導(dǎo)體材料的一結(jié) 合膜層內(nèi)的熱應(yīng)力的方法；圖23為一流程圖，顯示了如圖22內(nèi)所示方法；圖23A顯示了一發(fā)光二極管制造工藝內(nèi)的中間情形；圖2 顯示了依據(jù)本發(fā)明另一實施例的一發(fā)光二極管的二極管結(jié)構(gòu)；觀顯示了依據(jù)本發(fā)明的一第三實施例內(nèi)包括多個二極管裝置的一單芯 片的制造步驟；圖四顯示了依據(jù)本發(fā)明的第三實施例所制造出的一結(jié)構(gòu)；以及圖30A及圖30B為一流程圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的制造方法。其中，附圖標(biāo)記說明如下10 硅晶片；20 介電材料；30 晶格不匹配半導(dǎo)體；40 貫穿差排；50 捕捉區(qū)；60 無缺陷區(qū)；70 單一連續(xù)膜層；80 接合缺陷；101、1000 基板；105、106 導(dǎo)電接觸物；1010 介電材料；1020 溝槽；102、1030、1170、1210、1250、1502 底二極管區(qū)；1040 貫穿差排；
1050 捕捉區(qū)；103、1060、1180、1220、1260、1512 有源二極管區(qū)；104、1070、1190、1230、1270、1514 頂二極管區(qū)；1080 握持晶片；1090 第一電性接觸物；1100 第二電性接觸物；1110 半導(dǎo)體材料；1120 分裂平面；1130 握持基板；1140 破裂；1150 凹洞；1160 溝槽；1195,1240,1280 二極管裝置；1200 第二介電材料；1290 接觸物；1300 底電性接觸物；1500 硅基板；1504 缺陷捕捉區(qū)；1506 AlGaN 阻擋區(qū)；1508 MGaN 發(fā)射區(qū)；1510 AlGaN 阻擋區(qū)。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例提供了適用于半導(dǎo)體二極管的新穎與有用的結(jié)構(gòu)，其采用由深 寬比捕捉(Aspect Ratio Trapping)技術(shù)于硅晶片上沉積的化合物半導(dǎo)體或其他晶格的 不匹配半導(dǎo)體所形成的接合薄膜(coalesce film)。半導(dǎo)體二極管為太陽能電池(solar cells)、發(fā)光二極管(light-emitting diodes)、共振穿隧二極管(resonant tunneling diodes)、半導(dǎo)體激光(semiconductor lasers)與其他裝置的基礎(chǔ)構(gòu)件。本發(fā)明的目的包括借由于高品質(zhì)、大區(qū)域、低成本的硅晶片上而非于又小又較貴 的基板上制作太陽能電池、發(fā)光二極管、共振穿隧二極管、半導(dǎo)體激光與其他化合物半導(dǎo)體 裝置，借以降低太陽能電池、發(fā)光二極管、共振穿隧二極管、半導(dǎo)體激光與其他化合物半導(dǎo) 體裝置的成本。本發(fā)明的其他目的則為于基板會劣化如發(fā)光二極管的表現(xiàn)的情形下，自用于裝置 的一半導(dǎo)體二極管處移除了硅晶片基板。本發(fā)明的其他目的則提供了制造氮化鎵基板的一種較經(jīng)濟方法，例如為于如多晶 硅氮化鋁的一熱匹配基板上形成的氮化鎵的高品質(zhì)薄膜。本發(fā)明的其他目的則提供了用于形成氮化鎵薄膜的較便宜的施體晶片(donor wafer)，所形成的氮化鎵薄膜可被轉(zhuǎn)移至如氮化鋁基板的其他基板處。本發(fā)明的其他目的則可緩和借由深寬比捕捉形成的接合膜層內(nèi)的由熱引起的破裂情形。本發(fā)明的其他目的提供了制作包括由不同半導(dǎo)體材料所制成的數(shù)個二極管裝置 的單芯片的較經(jīng)濟方法。于以下描述中，通常采用單一的二極管方式以討論示范的二極管結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體工 程師及其他本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)能理解于多數(shù)應(yīng)用中需使用多個二極管，且其通常整合于單 一芯片之上。一般來說，于下文中討論的半導(dǎo)體二極管具有如圖3所示的一般結(jié)構(gòu)，其包括一 基板101、一底二極管區(qū)102、一有源二極管區(qū)103、一頂二極管區(qū)104、位于裝置的頂部的導(dǎo) 電接觸物105以及位于裝置底部的一導(dǎo)電接觸物106。上述二極管區(qū)102、103與104內(nèi)則 分別由多重膜層所制成。底二極管區(qū)102與頂二極管區(qū)104具有相反的摻雜類型(doping types)。舉例來 說，當(dāng)?shù)锥O管區(qū)102顯著地為η型摻雜時(具有如磷、砷或銻的電子施體)，而頂二極管區(qū) 104將顯著地為ρ型摻雜(具有如硼或鋁的電子受體)，反之亦然。于底二極管區(qū)102與頂 二極管104內(nèi)的重度摻雜形成了適用于電流進入與離開裝置的低電阻值溝道。此頂部區(qū)與 底部區(qū)的一般摻雜程度約介于1017-102°cm_3。而有源區(qū)的一般摻雜程度則低于1017cm_3。值 得注意的是，為了描述方便而采用了“頂(top)”與“底(bottom)”以指定區(qū)域，而于某些情 況中頂區(qū)可位于底區(qū)之上。舉例來說，考慮到形成于基板上的二極管，其具有高于其底部區(qū) 的一頂部區(qū)。當(dāng)此二極管經(jīng)倒裝芯片接合(flip-chip bonded)于一握持晶片后并于移除 上述基板之后，上述用于檢視二極管的情形通常也隨之相反。于此例中，頂區(qū)通常將視為位 于底區(qū)的下方?；?01通常為一硅晶片，雖然于不同實施例中，包括藍寶石與碳化硅的其他基 板也適用。至少于基板101的部分中通常具有相同的摻雜種類(為η型或P型)，而底二極 管區(qū)102有助于底二極管區(qū)102與基板101之間的良好電性接觸關(guān)系。有源二極管區(qū)103的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可依照包括期望應(yīng)用的多種參數(shù)而決定，于一情形 中，有源二極管區(qū)103由頂二極管區(qū)102與底二極管區(qū)104的結(jié)(junction)所形成。于此 情形中，較佳地改變接近結(jié)的頂部區(qū)與底部區(qū)的摻雜濃度。于發(fā)光二極管(LED)內(nèi)，有源 區(qū)103則可包括經(jīng)摻雜的膜層與可使得電子與空穴再結(jié)合并產(chǎn)生光子的未經(jīng)摻雜量子阱 (undoped quantum wells)的多個膜層。于太陽能電池的另一范例中，有源二極管區(qū)103可 包括適度的η型摻雜或適度的ρ型摻雜的半導(dǎo)體材料，以吸收入射光子并產(chǎn)生電子-空穴 對。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，形成二極管區(qū)的材料為公知的。典型的有用半導(dǎo)體材 料為如硅、碳或鍺的IV族材料，或其合金，如碳化硅或硅鍺；II-VI族化合物(包括二元、 三元與四元形態(tài))，例如由鋅、鎂、鈹或鎘的II族材料與如碲、硒或硫的VI族材料所形成的 化合物，例如為ZnSe、ZnSI1e或ZnMgSI1e ；以及III-V族化合物(包括二元、三元與四元形 態(tài))，如由如銦、鋁或鎵的III族材料與如砷、磷、銻或氮的V族材料所組成的化合物，例如 InP,GaAs,GaN, InAlAs,AlGaN, InAlGaAs等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，可參照如能隙、晶 格常數(shù)、摻質(zhì)程度等期望條件而適度選擇與處理這些材料。圖4顯示了一半導(dǎo)體二極管的實施例。此二極管的結(jié)構(gòu)適用于其內(nèi)基板將劣化表 現(xiàn)的裝置。于一發(fā)光二極管中，其包括如一硅基板的會吸收裝置內(nèi)所產(chǎn)生的光線。于如圖4所示的實施例中，則可移除此硅基板。圖5顯示了制造過程中的初步階段的結(jié)果?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)為如硅晶片的一基板1000， 其表面較佳地具有(111)結(jié)晶方向，雖然也可使用其他方向，例如可選擇(100)的其他結(jié)晶 方向?；?000可依照二極管基裝置(diode-baseddevice)的形態(tài)而經(jīng)過η型摻雜或ρ 型摻雜。第一步驟為借由化學(xué)氣相沉積或其他適當(dāng)技術(shù)沉積如二氧化硅(SiO2)或氮化硅 (SiNx)的一層介電材料于硅晶片1000之上。于來自介電層的光線反射會形成問題的裝置 中，則較佳地使用氮化硅，基由其折射率較為接近于常用的半導(dǎo)體材料。介電層的厚度通常 為200-400納米，但其可為更厚或更薄。接著于介電材料1010的膜層內(nèi)圖案化形成用于深寬比捕捉的開口，例如具有大 體垂直側(cè)壁的溝槽1020，進而于溝槽內(nèi)露出了硅晶片1000的表面。借由公知光刻技術(shù)或 借由反應(yīng)性離子蝕刻的兩種示范方法可圖案化形成一溝槽1020。為本領(lǐng)域技術(shù)人員所了 解，基于此處的揭示情形，溝槽可為另一形狀的開口，例如為一孔洞、一凹口或環(huán)狀物。溝 槽1020的寬度可相同或少于介電材料的厚度。如此條件是基于深寬比捕捉技術(shù)的原理， 即溝槽1020的高度與溝槽1020的寬度的比例可大體大于或等于1以捕捉貫穿差排。關(guān)于 上述技術(shù)的細(xì)節(jié)則揭示于申請中的第11/436，198號US專利申請案于第11/852，078號US 專利申請案中，在此以提及方式將的并入于本文中。以及揭示于Park等人于Appl. Phys. Lett. 90，052113 (2007)的文獻中，在此以提及方式將之并入于本文中。于某些范例中，較佳地潔凈于溝槽1020的底部的硅基板1000的表面，以準(zhǔn)備用 于底二極管區(qū)的外延成長。一種適用于潔凈程序的范例則包括氧氣等離子體蝕刻，請參照 Park 等人于 Appl. Phys. Lett. 90,052113(2007)的文獻內(nèi)的揭示。圖6顯示了后續(xù)幾個步驟的結(jié)果。首先成長底二極管區(qū)1030。用于底二極管區(qū) 1030的半導(dǎo)體材料則依照元件形態(tài)而定。當(dāng)用于太陽能電池時，底二極管區(qū)1030可為如 InGaP。而當(dāng)用于發(fā)光二極管時，底二極管區(qū)1030可為如GaN。也可使得底二極管區(qū)采用包 括化合物半導(dǎo)體材料的其他多種半導(dǎo)體材料，其具有用于如激光或共振穿隧二極管的特性 的有用特性。半導(dǎo)體材料的范例則如前所述。于本發(fā)明，可以于外延成長時臨場地(in-situ)摻雜或借由一離子注入而離場地 (ex-situ)摻雜底二極管區(qū)1030(較佳地?fù)诫s底二極管區(qū)、有源二極管區(qū)與頂二極管區(qū)，且 可于外延成長時臨場地?fù)诫s的或借由離子注入而離場地?fù)诫s之)。于溝槽1020內(nèi)的底部二極管區(qū)1030可稱為捕捉區(qū)1050，由于其捕捉了如貫穿差 排1040的差排，貫穿差排1040產(chǎn)生于底二極管區(qū)1030與基板1000間的界面且向上朝向 側(cè)壁傳播。圖6內(nèi)采用虛線顯示了貫穿差排1040。位于捕捉區(qū)1050上方的部分底二極管 區(qū)1030則相對沒有缺陷。如此的低缺陷區(qū)域使得可于高品質(zhì)、大區(qū)域、低成本的硅晶片上 制造出高品質(zhì)化合物半導(dǎo)體裝置。對于某些材料而言，例如GaN、InN, AlN或上述材料的三 元或四元組成物，差排密度需少于或等于107cm2以用于裝置應(yīng)用。對于如GaAs與hP的 其他材料，通常需要更低的差排密度以用于裝置，例如少于或等于106/cm2。繼續(xù)成長此底二極管區(qū)1030直到(a)材料溢出于溝槽以及(b)來自于相鄰溝槽 的此材料接合成了一單一連續(xù)薄膜。通常較佳地可于進一步的制作中借由化學(xué)機械研磨程 序或依其他適當(dāng)技術(shù)以平坦化底二極管區(qū)1030。后續(xù)步驟則為沉積有源二極管區(qū)1060以 及底二極管區(qū)1070。于大多的實施例中，有源二極管區(qū)1060與頂二極管區(qū)1070具有相同或相似的晶格常數(shù)，此晶格常數(shù)相同于底二極管區(qū)1030。圖4顯示了最終步驟的結(jié)果。接合一握持基板1080至頂二極管區(qū)1070。于部分 實施例中，較佳地平坦化頂部二極管1070以附著一高品質(zhì)接合物至握持基板1080。于其 他實施例中，則較佳地包括位于頂二極管區(qū)1070與握持晶片1080間的一中間層以改善附 著情形，最小化熱不匹配或相似特性。握持基板1080可為一發(fā)光二極管封裝固定物的一部 分。接合技術(shù)為公知技術(shù)，包括倒裝芯片接合，其發(fā)光二極管的頂部連結(jié)于發(fā)光二極管封裝 物的一表面。握持基板1080可為導(dǎo)電的，或其可包含導(dǎo)電元件以作為用于頂部二極管區(qū) 1070的接觸物。接著借由如研磨、化學(xué)回蝕刻、激光剝離或上述方法的組合標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)以移除 硅基板1000。最后，于底二極管區(qū)1030上形成一第一導(dǎo)電接觸物1090，以及于握持基板1080 處形成一第二導(dǎo)電接觸物1100。于不同實施例中，導(dǎo)電接觸物的材料可為如銅、銀或鋁的 導(dǎo)電金屬的條狀物，或為如氧化銦錫的相對透明導(dǎo)電氧化物的膜層。于發(fā)光二極管的應(yīng)用 中，位于底部的導(dǎo)電接觸物1100較佳地為如銀的一高反射性導(dǎo)電材料，其可反射內(nèi)部產(chǎn)生 的光線并使的自另一表面離開發(fā)光二極管。熟悉半導(dǎo)體二極管制作技術(shù)的技術(shù)人員可知悉許多材料與方法可形成導(dǎo)電接觸 物。圖4中僅示了用于形成第一導(dǎo)電接觸物1090的一種方案，借由移除介電層1010以露 出底二極管區(qū)1030。在此，介電材料1010借由如蝕刻的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)移除。于一發(fā)光二極管 中，如圖4所示的捕捉區(qū)1050可有效地粗糙化其表面，以降低光線的內(nèi)部反射，以使得捕捉 區(qū)1050的尺寸與間隔為正確的。以下為依據(jù)本發(fā)明的實施例的適用于形成底、有源與頂二極管區(qū)的工藝參數(shù)的范 例。首先，形成基板與圖案化的介電層。采用依據(jù)本發(fā)明的下述實施例的示范性的工藝參 數(shù)以形成底、有源與頂二極管區(qū)，作為GaAs或AlGaAs基的二極管。(A)底部二極管區(qū)(如1030)(如100-500nm厚的GaAs膜層)壓力0. Iatm前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)與20%的砷化氫 (arsine AsH3)，溫度720°CN型摻雜有硅(B)有源二極管區(qū)(如1060)(如用于載流子限制的15nm厚的AlGaAs膜層)壓力0. Iatm前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)、三甲基鋁 (trimethylaluminium, TMA)與 20% 的石申化氧(arsineAsH3)溫度850°CN型摻雜有硅用于發(fā)光的GaAs量子阱(IOnrn厚)壓力0. Iatm前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)與20%的砷化氫 (arsine AsH3)溫度720°C
未經(jīng)摻雜用于載流子限制的AlGaAs層(15nm厚)壓力0. Iatm前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)、三甲基鋁 (trimethylaluminium, TMA)與 20% 的砷化氧(arsine AsH3)溫度850°CP型摻雜有鋅(C)頂二極管區(qū)(如 1070)(如 IOO-5OOnm 厚的 GaAs 膜層)壓力0. Iatm前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)與20%的砷化氫 (arsineAsH3)溫度720°CP型摻雜有鋅依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于GaN與hGaN基二極管的底、有源與頂二極管的 示范性的預(yù)知工藝步驟的成長條件(如化學(xué)氣相沉積)，如下(A)底二極管區(qū)(如 1030)GaN低溫緩沖物(如3Onm厚)壓力IOOTorr前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)與氨氣(NH3)溫度 530 0CN型摻雜有硅GaN高溫緩沖物(如5OOnm厚)壓力IOOTorr前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)與氨氣(NH3)溫度1030°CN型摻雜有硅(B)有源二極管區(qū)(如1060)用于發(fā)光的InGaN量子阱層(如2nm厚)壓力IOOTorr前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)、三甲基鋁 (trimethyindium, TMI)、氨氣溫度740°C未經(jīng)摻雜用于載流子限制的GaN阻擋層(如15nm厚)壓力IOOTorr前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)、NH3溫度860°CN型，摻雜有硅(C)頂二極管區(qū)(如1070) =GaN的ρ-接觸層(如IOOnm厚)
壓力IOOTorr前驅(qū)物稀釋于氫氣中的三甲基鎵(trimethylgallium，TMG)與氨氣溫度950°CP型摻雜有鎂如圖4所示的包括了位于硅晶片之上的半導(dǎo)體二極管由化合物半導(dǎo)體或其他 晶格不匹配材料的第一實施例中，包括了下述元件一底二極管區(qū)1030、一有源二極管區(qū) 1060、一頂二極管區(qū)1070、一握持基板1080、一第一導(dǎo)電接觸物1090、一第二導(dǎo)電接觸物 1100與一捕捉區(qū)1050，于其處可終止貫穿差排。上述底二極管區(qū)1030、有源二極管區(qū)1060與頂二極管區(qū)1070可具有低缺陷密度 (通常少于或等于切 ο7/每平方公分)，其結(jié)果為可借由深寬比捕捉而成長底二極管區(qū) 1030而成為一接合膜層(coalesced film)。請參照圖7，顯示了依據(jù)上述第一實施例的裝置的制造方法。此方法包括沉積 一介電材料1010的膜層于一硅晶片1000的表面；形成溝槽1020于介電材料1010的膜層 內(nèi)，以露出硅晶片1000的表面，各溝槽1020具有大體垂直側(cè)壁，而各溝槽1020的高與寬的 比例可大于或等于1 ；成長一半導(dǎo)體材料以形成一底二極管區(qū)1030，其填滿了溝槽1020并 接合成一單一連續(xù)薄膜；成長一半導(dǎo)體材料于底二極管區(qū)1030上，以形成一有源二極管區(qū) 1060 ；成長一半導(dǎo)體材料于有源二極管區(qū)1060上以形成一頂二極管區(qū)1070 ；結(jié)合一握持基 板1080與頂部二極管區(qū)1070 ；移除硅基板1000 ；移除介電材料1010，以形成一第一導(dǎo)電接 觸物1090于底二極管區(qū)1030的表面上；以及形成一第二導(dǎo)電接觸物1100于握持基板1080 的表面上。圖8則總結(jié)了如圖7所示方法的一變化情形，其中于沉積底二極管區(qū)之前，潔凈了 于溝槽的底部的硅晶片的表面。圖9則總結(jié)了另一變化情形，其中于成長有源二極管區(qū)之 前，先平坦化了底二極管區(qū)的表面。圖10則總結(jié)了另一變化情形，其中于結(jié)合頂二極管區(qū) 與握持基板之前，先平坦化了頂二極管區(qū)的表面。其他實施例中則允許了采用由深寬比捕捉以形成接合膜層以形成氮化鎵基板。于 本文中，例如于發(fā)光二極管工業(yè)中，“氮化鎵基板”的描述指如公知的成長或結(jié)合于由非氮 化鎵材質(zhì)所形成的一基板上的一氮化鎵薄膜。發(fā)光二極管的制作通常自材料供應(yīng)商處購入 氮化鎵基板，并接著沉積額外的氮化鎵膜層及其他的材料，以制作發(fā)光二極管。典型的氮化 鎵基板包括了沉積于一藍寶石或碳化硅基板上的一氮化鎵膜層。目前使用氮化鎵基板的世 界性市場約每年300萬美元。材料供應(yīng)商通常沉積氮化鎵于氧化鋁(Al2O3)之上，由于此兩種材料具有一適當(dāng) 且良好的晶格匹配情形。然而，氮化鎵與氧化鋁具有不同熱膨脹系數(shù)。當(dāng)發(fā)光二極管制造 商于加熱氮化鎵/氧化鋁結(jié)構(gòu)以沉積其他膜層時，上述的熱膨脹系數(shù)差異將造成了其結(jié)構(gòu) 的彎曲(bowing)。如此的彎曲造成了氧化鋁晶片的部分沒有接觸到支撐座(suspector)， 即位于沉積腔體內(nèi)的基板加熱器。其結(jié)果為，氧化鋁晶片的溫度隨著其位置而改變。不均 勻的氧化鋁晶片溫度造成了膜層的組成與厚度的變化。其實際后果為商造商對于最終得到 的發(fā)光二極管的發(fā)射波長的不易控制情形。目前見有一種可解決或至少改善上述問題的氮化鎵基板的制造技術(shù)。此技術(shù)的出 現(xiàn)使得可取得來自于一施體晶片(donor wafer)的一氮化鎵薄膜，并將的結(jié)合于具有一熱膨脹系數(shù)相似于氮化鎵的一氧化鋁基板。施體晶片通常為具有單晶氮化鎵的一晶片。公知 方法用于自施體晶片取得氮化鎵薄膜涉及離子注入與分離。制造商注入氫離子進入施體晶 片，以制造出一分裂平面(cleave plane)，接著分割施體晶片借由回火的或借由施加機械 壓力。上述技術(shù)使得其可能分離多重薄膜自一施體晶片處。圖11顯示了一第二實施例，其提供了一新穎的施體晶片，適用于較單晶氮化鎵的 一施體晶片為低成本的制造。此方法起使于采用如具有(111)結(jié)晶方向的硅晶片的一基板 1000。然而，于部分實施例中，也可采用如(100)的結(jié)晶方向的其他方向?；?000可經(jīng) 過η摻雜或ρ摻雜。于基板1000之上沉積有介電材料1010的膜層。接著，形成具有大體 垂直側(cè)壁的溝槽于介電材料1010的膜層內(nèi)，進而露出硅晶片1010的表面。于如圖11所示 的制造階段中，這些溝槽大體為下述的半導(dǎo)體材料1100所填滿。如前所述，為了促進貫穿 差排的捕捉，各溝槽的寬度需少于或等于介電材料的厚度。也可借由前述技術(shù)而選擇性地 潔凈位于溝槽底部內(nèi)的硅基板1000的表面。次一步驟為成長半導(dǎo)體材料1110(例如氮化鎵)的一膜層直至此材料溢出于溝 槽，而來自于相鄰溝槽的此材料接合成了一單一連續(xù)薄膜。半導(dǎo)體材料的實施情形則如 前所述。半導(dǎo)體材料1110填入于溝槽內(nèi)的該部作為缺陷捕捉區(qū)1050，其捕捉了貫穿差排 1040。高于捕捉區(qū)1050的半導(dǎo)體材料1110于成長時大體不具有貫穿差排。然而于其成長 時位于相鄰溝槽接合處可能于部分的位置處形成有接合缺陷，但是其接合缺陷的密度極低 (通常少于或等于hlOVcm2)以使得此結(jié)構(gòu)適用于實際制作。圖11顯示了一新穎施體晶片，其可自膜層處產(chǎn)生多個半導(dǎo)體材料1110的薄膜。舉 例來說，圖示的實施例可借由離子注入與剝落而作為提供多重氮化鎵膜層的來源，并接著 將的接合至氮化鋁晶片上。深寬比捕捉技術(shù)使得可于一較不昂貴的硅基板的施體晶片上制 造高品質(zhì)的氮化鎵薄膜。如圖11所示的實施例中，施體晶片主要包括下述元件一半導(dǎo)體晶片基板1000、 包覆了硅晶片基板1000的一介電材料1010的膜層、溝槽介電材料1010的膜層包括了露出 了硅晶片基板1000的表面的溝槽、這些溝槽具有大體垂直側(cè)壁、以及這些溝槽的高與寬的 比例大于或等于1、半導(dǎo)體材料1110填入于溝槽內(nèi)并溢出于溝槽以形成一單一連續(xù)膜層， 以及位于溝槽內(nèi)的捕捉區(qū)，其可使得貫穿差排1040為介電材料的側(cè)壁所攔截并于該處終 止。圖12顯示了如圖11所示的施體晶片的一制造方法。包括以下步驟沉積一介電材料1010的膜層于一硅晶片1000的表面上，形成溝槽于介電材料 1010的膜層內(nèi)，以露出硅晶片1000的表面，各溝槽具有大體垂直側(cè)壁，以及各溝槽的高度 與寬度的比例大于或等于1 ；以及成長如氮化鎵的一半導(dǎo)體材料1110的膜層以填入溝槽并
接合成一單一連續(xù)膜層。圖13則總結(jié)了如圖12所示的制造方法的一變化情形，其中于成長半導(dǎo)體材料 1110之前，先潔凈了位于溝槽底部的硅晶片基板1000的表面。圖14則總結(jié)了如圖12所示 制造方法的另一變化情形，其包括了平坦化了半導(dǎo)體材料1110的表面。接著描述如前所述的用于分離施體晶片概念的一方法，以形成一氮化鎵基板，例 如為結(jié)合于一氮化鋁晶片的一高品質(zhì)氮化鎵薄膜。其較佳地為形成接合于一基板材料的半 導(dǎo)體材料的制造方法。
于制造出施體晶片(如圖11所示)后，圖15顯示了后續(xù)的制造步驟使用如氫離子或氫離子與氦離子的組合，以離子注入半導(dǎo)體材料1110的膜層以 形成一分裂平面1120。接著采用公知技術(shù)結(jié)合半導(dǎo)體材料1110的膜層與握持基板1130， 如圖16所示。當(dāng)半導(dǎo)體材料1110為氮化鎵時，通常用于握持基板1130的較佳材料為具有 相似熱膨脹系數(shù)的一材料，例如為氮化鋁。最終步驟為借由回火或施加機械壓力自分裂平面1120分裂半導(dǎo)體材料1110的膜 層，所得到的結(jié)果為如圖17所示接合于一握持基板1130 —半導(dǎo)體材料1110的膜層。當(dāng)半導(dǎo)體材料1110的缺陷密 度為低時(例如少于或等于hl07cm2)時、或當(dāng)于半導(dǎo)體材料1110與握持基板1130之間 具有不匹配的晶格常數(shù)，且/或具有于半導(dǎo)體1110與握持晶片1130之間似有接近的匹配 熱膨脹時，上述結(jié)構(gòu)特別有用。再次地，對于部分材料，如GaN、hN、AlN或上述材料的三元 或四元組成物，當(dāng)差排密度少于107cm2才適用于裝置的應(yīng)用。對于某些材料言而，如GaAs 或hP，則需要更低的差排密度以適用于裝置，例如少于106/Cm2。圖18總結(jié)了用于制造由半導(dǎo)體材料的膜層結(jié)合于一基板之前述方沉積一介電材料1010的膜層于硅晶片1000的表面；形成溝槽于介電材料1010的 內(nèi)，以露出硅晶片1000的表面，各溝槽具有大體垂直側(cè)壁，而各溝槽的高與寬的比例大于 或等于1 ；成長半導(dǎo)體材料1110的一膜層于溝槽內(nèi)并接合成一連續(xù)膜層；使用離子注入半 導(dǎo)體材料1110的膜層以制作出一分裂平面1120 ；接合握持基板1130與半導(dǎo)體材料1110的 膜層；以及自分裂平面1120分裂半導(dǎo)體材料1110的膜層。圖19總結(jié)了如圖18所示方法的一變化情形，其中于半導(dǎo)體材料1010沉積之前， 先潔凈了位于溝槽底部的半導(dǎo)體晶片1000的表面。第20圖則總結(jié)了如圖18所示方法的 又一變化情形，其中于注入離子之前，先平坦化了半導(dǎo)體材料1110的表面。于部分實施例中，由于相較于硅晶片基板外延材料通常具有較大的熱膨脹系數(shù)， 故借由深寬比捕捉技術(shù)所成長的接合薄膜可能遭遇破裂的疑慮。當(dāng)自成長溫度冷卻之 后，形成的結(jié)構(gòu)內(nèi)的薄膜較基板更為收縮。如圖21所示，于薄膜內(nèi)的拉伸應(yīng)變(tensile strain)導(dǎo)致了破裂1140。破裂1140將沖擊了如發(fā)光二極管或太陽能電池的裝置的表現(xiàn) 與可靠度。圖22顯示了一新穎的解決方法制造凹洞(divot) 1150于半導(dǎo)體材料的膜層內(nèi)?？刹捎脴?biāo)準(zhǔn)技術(shù)以形成這些凹 洞，例如為光刻、蝕刻或激光剝離術(shù)。這些凹洞1150有效地限制了接合膜層的區(qū)域。其結(jié)果 為，降低了于半導(dǎo)體材料內(nèi)的熱導(dǎo)應(yīng)變。當(dāng)這些凹洞具有適當(dāng)尺寸與間距時，其可允許半導(dǎo) 體材料彈性地調(diào)和熱應(yīng)力，且極大地降低或減少晶片的彎曲情形。圖23總結(jié)了借由深寬比 捕捉技術(shù)于一硅基板之上成長半導(dǎo)體材料的一接合膜層，以降低熱導(dǎo)應(yīng)力的方法，包括沉積一介電材料1010的膜層于一硅晶片1000的表面上；形成溝槽于介電材料 1010的膜層內(nèi)，以露出硅晶片1000的表面，各溝槽具有大體垂直側(cè)壁，而各溝槽的高度與 寬度的比例可大于或等于1 ；成長半導(dǎo)體材料1030的膜層以填入于溝槽內(nèi)并接合成一單一 連續(xù)薄膜；以及于半導(dǎo)體材料內(nèi)形成凹洞1150。于一實施例中，示范性的第一凹洞可沿著平行于如介于約0. 1-1. 0微米的一規(guī) 則、不規(guī)則、規(guī)定的、周期的或間歇的間距的一第一方向而延伸。于此方法中，半導(dǎo)體材料可參照數(shù)個條狀物或片段而形成。相似于第一凹洞，一示范性的第二凹洞則可延伸于有別于 (例如是垂直于)第一方向的一第二方向。于此情形中，半導(dǎo)體材料可制作成為數(shù)個島狀 物。當(dāng)?shù)谝话级磁c第二凹洞的圖案為規(guī)則且相等的，其所得到的島狀物可為正方形，然而也 可使用適用于此島狀物的其他已知形狀。于一實施例中，半導(dǎo)體材料可包括一底二極管區(qū)、
一有源二極管區(qū)與一頂二極管區(qū)。降低成長于一硅基板上借由深寬比捕捉技術(shù)所形成的用于發(fā)光二極管的接合膜 層內(nèi)的熱導(dǎo)應(yīng)變的一示范方法，包括沉積一介電材料1010的膜層于一硅晶片1000的表面上；形成溝槽或孔洞于介 電材料1010的膜層內(nèi)，以露出具有未被圖案化的線狀物或片狀物的硅晶片的表面，分別具 有大體垂直側(cè)壁，而各溝槽的高度與寬度可足夠制作出的捕捉區(qū)；以及接著借由標(biāo)準(zhǔn)技術(shù) (如金屬有機化學(xué)氣相沉積法)成長一接合底二極管區(qū)、一有源二極管區(qū)與一頂二極管區(qū) 于符合未經(jīng)圖案化的介電材料1010內(nèi)的巷道內(nèi)的圖案化區(qū)域內(nèi)，以于未經(jīng)圖案化的介電 材料1010的巷道之上形成凹洞。圖23A顯示了數(shù)個步驟的結(jié)果。對應(yīng)于位于半導(dǎo)體材料內(nèi)凹洞以分離(例如切割 或剝離)形成單一發(fā)光二極管1600和/或施行相對于第一實施例的額外步驟，以形成發(fā)光
二極管的另一實施例。于一實施例中于對應(yīng)的發(fā)光二極管的各巷弄中的凹洞可占據(jù)其長度或?qū)挾瘸叽?的10-30%。示范的凹洞可具有相對于一鄰近發(fā)光二極管的頂面約為45度角的一傾斜側(cè) 壁?；蛘撸级吹膫?cè)壁可使用一更大或更小角度，例如為30度、60度等。于一 III-N系統(tǒng)中，可于松散(relaxed)氮化鎵上成長用于發(fā)光二極管的有源區(qū)。 舉例來說，如此的經(jīng)松散的氮化鎵可為c平面(c plane)氮化鎵晶片或為成長于藍寶石或 碳化硅的一基板上大體經(jīng)松散的c平面氮化鎵外延。然而，對于可見光發(fā)射情形而言，發(fā)射 區(qū)域需維持銦的顯著分量。因此，位于一 III-N系統(tǒng)內(nèi)用于可見光發(fā)光二極管的發(fā)射區(qū)具 有一或多個^GaN合金膜層，InGaN膜層相較于氮化鎵具有一較大晶格常數(shù)。為了避免或 降低弄亂所伴隨的放松應(yīng)變外延層的離子，可使于下方的氮化鎵層上的InGaN膜層仍維持 應(yīng)變(例如當(dāng)其成長時，其具有大體相同如下方氮化鎵層的晶格常數(shù))。再者，上述c平面 III-N半導(dǎo)體材料為極性物質(zhì)(polar material)，且于發(fā)射區(qū)的應(yīng)變導(dǎo)致了顯著的極化區(qū) 域(例如壓電極化，piezoelectric polarization)，其會干擾裝置表現(xiàn)。舉例來說，其可劣 化裝置/發(fā)射效率或造成發(fā)射光的波長的偏移。圖2 顯示了依據(jù)另一實施例的用于發(fā)光二極管的一示范性二極管結(jié)構(gòu)。請參照 圖23B，至少鄰近于基板的一底二極管區(qū)的一部分包括了 InGaN(以取代GaN)。此底部二極 管區(qū)內(nèi)的InGaN可為采用深寬比捕捉技術(shù)形成的具有較低或經(jīng)控制的缺陷密度的一松散 層。如此底二極管區(qū)的hGaN可為具有顯著降低應(yīng)變的發(fā)射區(qū)域的一平臺(如發(fā)光二極 管的發(fā)光區(qū))。舉例來說，用于有源二極管區(qū)(例如具有低應(yīng)變或沒有應(yīng)變的MGaN)與頂 部二極管區(qū)之后續(xù)成長可導(dǎo)致了于發(fā)射區(qū)內(nèi)的顯著降低應(yīng)變。如圖2 所示，底二極管區(qū) 1502為經(jīng)松散的N型hGaN位于并部分地于一缺陷捕捉區(qū)1504內(nèi)，一有源二極管區(qū)1512 則包括了 AWaN阻擋區(qū)1506 (例如具有等同底部二極管區(qū)晶格空間)、一降低應(yīng)變InGaN發(fā) 射區(qū)1508與一 AKiaN阻擋區(qū)1510 (例如具有等同于發(fā)射區(qū)的晶格空間)。于有源二極管 區(qū)1512之上形成有一頂二極管區(qū)1514，其材質(zhì)例如為經(jīng)松散的P型InGaN。于圖23B中，基板可為一硅基板1500，且可適度的增加接觸了上部/頂部或下部/底部二極管區(qū)的導(dǎo)電 接觸物(如前所述結(jié)構(gòu))。發(fā)光二極管的制作可借由于一單一封裝物或模組內(nèi)安裝不同材料的半導(dǎo)體芯片 以制作出單芯片方案。此技術(shù)使得其可結(jié)合不同色彩以形成白光。研究者已發(fā)展出高效率太陽能電池的多芯片方案，其借由于一單一封裝物或模組 內(nèi)安裝由不同材料所制成的半導(dǎo)體芯片。其應(yīng)用了“分離光譜(splitspectrum)”方法，其 將太陽能光譜的一部分導(dǎo)向至芯片處，以最佳化于的該部的該光譜。于前述的兩實施例中，安裝與封裝多重芯片的成本可為極高。因此本發(fā)明提供了 一種單芯片方案，其較為不昂貴?；趫D示的目的，在此僅描述了具有三個不同的單一二極 管的單一芯片。圖M顯示了第一部分的步驟。沉積一第一介電材料1010的膜層于一硅基板1000 上。接著形成溝槽1160于第一介電材料1010的膜層的第一區(qū)內(nèi)，其具有大體垂直側(cè)壁。各 溝槽露出該硅晶片1000的表面。各溝槽的寬度可相同于或少于介電材料的厚度，以使得溝 槽可捕捉差排缺陷。接著可借由前述方法而選擇性地潔凈位于溝槽1160的底部的硅基板1000的表面。接著遮蔽于所有位置的結(jié)構(gòu)的頂面，除了二極管裝置1195的區(qū)域?？沙砷L底二極 管區(qū)1170，于溝槽填入半導(dǎo)體材料并接合成單一連續(xù)薄膜，如第25圖所示，示范性半導(dǎo)體 材料則如前所示。貫穿差排形成于底二極管區(qū)1170與硅基板1000之間的界面處。貫穿差 排向上朝向一 45度角傳播，而為溝槽的側(cè)壁所攔截并終止于此捕捉區(qū)內(nèi)。此時，可平坦化底二極管區(qū)1170。接著成長一半導(dǎo)體材料膜層，以形成有源二極管區(qū)1180，以及成長另一半導(dǎo)體材 料以形成頂二極管區(qū)1190。同時，底二極管區(qū)1170、有源二極管區(qū)1180與頂二極管區(qū)1190 組成了第一(#1) 二極管裝置1195。接著沉積一第二介電材料1200的膜層。舉例來說，當(dāng)?shù)谝唤殡姴牧蠟镾iO2時，第 二介電材料可為SiNx。借由濕蝕刻或干蝕刻選擇性地自所有區(qū)域移除第二介電材料1200 除了，包括二極管裝置元件1的區(qū)域，留下如第沈圖所示結(jié)構(gòu)。接著遮蔽所有位置處的結(jié)構(gòu)，除了第二 (#2) 二極管裝置(IMO)處的結(jié)構(gòu)。于后 續(xù)步驟中，借由形成#1 二極管裝置的相同步驟以形成第二 (#2) 二極管裝置(1240)，進而得 到了如第27圖所示的結(jié)構(gòu)。如第27圖所示，一底二極管區(qū)1210、一有源二極管區(qū)1220與 一頂二極管區(qū)1230組成了 #2 二極管裝置(IMO)。沉積另一第二介電材料1200的膜層，以覆蓋二極管裝置構(gòu)件2 (1240)。接著借由 濕蝕刻或干蝕刻選擇性地移除包括了第三(#3) 二極管裝置(1觀0)的區(qū)域的第二介電材料 1200的膜層。接著遮蔽所有區(qū)域，除了 #3 二極管裝置(1觀0)的區(qū)域，并借由相同用于形成#1 二極管裝置(11%)與#2 二極管裝置(IMO)的步驟制作#3 二極管裝置(1觀0)。如此形成 了如圖觀所示的結(jié)構(gòu)。如圖觀所示，底二極管區(qū)1250、有源二極管區(qū)1260與頂二極管區(qū) 1270形成了 #3 二極管裝置構(gòu)件。最后，采用第二介電材料1200覆蓋#3 二極管裝置，并圖案化形成通過第二介電材料1200的接觸介層物(contact vias,未顯示)，并沉積各別的導(dǎo)電接觸物1290于各二極 管裝置的頂部。以及形成一底導(dǎo)電接觸物(1300)于支撐基板1000之上，其較佳地但非必 要地為各裝置所共用。圖四顯示了最終結(jié)果。不同二極管裝置可包括用于形成頂、有源與底二極管區(qū)等 構(gòu)件的不同組的半導(dǎo)體材料。于各二極管裝置中，材料的能隙經(jīng)過設(shè)計以發(fā)射出所期望的 光線(于單一的二極管中)或吸收期望頻率的光線(于太陽能電池中)。這些實施例代表 了于單一芯片之上采用相對不昂貴方式而形成了多個二極管裝置?？偠灾ǘ鄠€二極管裝置的單芯片，包括下述元件一硅晶片基板1000、覆蓋硅晶片基板1000的一第一介電材料1010的膜層、第一介 電材料1010的膜層露出了硅晶片基板1000的表面包括了溝槽1160，這些溝槽1160具有大 體垂直側(cè)壁，而這些溝槽1160的高與寬的比例大于或等于1、數(shù)個二極管裝置(至少為三個 裝置1995、1240、1觀0)分別包括填入于溝槽1160且位于第一介電材料1010的膜層一部分 內(nèi)的一半導(dǎo)體材料，其溢出于溝槽1160以形成一底二極管區(qū)(1170、1210、1250)，用于捕捉 貫穿差排位于溝槽1160內(nèi)的一捕捉區(qū)、一有源二極管區(qū)(1180、1220、1沈0)及一頂二極管 區(qū)(1195、1M0、1280)、頂部導(dǎo)電接觸物(1290)與底部導(dǎo)電接觸物(1300)。圖30總結(jié)了如圖四所示結(jié)構(gòu)的一制造方法。此方法可于單一芯片上制造數(shù)個二 極管裝置，包括下列步驟沉積一第一介電材料1010的膜層于一硅晶片1000的表面上；形成溝槽1160于第一介電材料1010的膜層內(nèi)，以露出硅晶片1000的表面，各溝 槽1160具有大體垂直側(cè)壁，而各溝槽1160的高與寬比例大于或等于1 ；遮蔽#1 二極管裝置1 (1195)以外所有位置處的結(jié)構(gòu)；采用以下步驟制作#1 二極管裝置成長一半導(dǎo)體材料的膜層，其填入于溝槽內(nèi)、 溢出溝槽且接合成具有單一連續(xù)薄膜形態(tài)的一底二極管區(qū)1170 ；成長一半導(dǎo)體材料以形 成一有源區(qū)1180 ；以及成長一半導(dǎo)體材料以形成一頂二極管區(qū)1190 ；沉積一第二介電材料(1200)的膜層；選擇性地移除用于設(shè)置#1 二極管裝置(11%)以外所有區(qū)域除的第二介電材料 (1200)；遮蔽#2 二極管裝置(IMO)所有位置以外的所有位置的結(jié)構(gòu)；借由形成#1 二極管裝置(11%)的相同步驟形成#2 二極管裝置(IMO)；沉積第二介電材料(1200)以覆蓋#2 二極管裝置(IMO)；選擇性地移除用于設(shè)置#3 二極管裝置(1觀0)所在位置區(qū)域的第二介電材料 (1200)；遮蔽設(shè)置#3 二極管裝置3(1觀0)所在位置以外所有位置的結(jié)構(gòu)；利用制作#1 二極管裝置(11卯)與#2 二極管裝置(IMO)的相同步驟制造#3 二 極管裝置(1280)；沉積一第二介電材料(1200)以覆蓋#3 二極管裝置(1觀0)；形成圖案化的接觸介層物，穿過第二介電材料1280 ；形成頂導(dǎo)電接觸物(1四0)至#1 二極管裝置、#2 二極管裝置2與#3 二極管裝置； 以及
形成為以上三個二極管所共用的一底導(dǎo)電接觸物1300?？梢岳斫獾氖?，可以的話，可于單一芯片之上形成任何數(shù)量的二極管，其唯一限制 為所能使用的空間。本發(fā)明的實施例中采用溝槽的描述以形成捕捉區(qū)，然而也可使用如凹口的具有可 捕捉缺陷的足夠剖面的其他結(jié)構(gòu)，且于此處可稱之為溝槽。本發(fā)明的應(yīng)用提供了可用于或借由外延成長或相似情形所形成的多個方法、結(jié)構(gòu) 或裝置。舉例來說示范的適當(dāng)外延成長系統(tǒng)可為單一晶片或多晶片的批次反應(yīng)器。也可使 用不同化學(xué)氣相沉積技術(shù)。于制造應(yīng)用中的常用于體積外延(volume epitaxy)的適當(dāng)?shù)?化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)包括如由德國Aixtron提供的Aixtron沈00多晶片系統(tǒng)；由應(yīng)用材料所 產(chǎn)制的EPI CENTURA單芯片外延反應(yīng)器；或由荷蘭ASM國際所產(chǎn)制的EPSIL0N單晶片多重 腔體系統(tǒng)。于說明書中關(guān)于“一實施例”、“一實施例”、“示范性的實施例”、“另一實施例”等描 述意謂著于本發(fā)明的至少一實施例中所包括的一特定構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或特性。于說明書內(nèi)不同 處之上述描述的出現(xiàn)并非指同一實施例。再者，當(dāng)于任一實施例描述了相關(guān)的一特殊構(gòu)件、 結(jié)構(gòu)、特性時，可以理解的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解如此的特征、結(jié)構(gòu)或特性也可用于其他 的實施例。再者，為了方便了解，特定方法步驟可采用分隔步驟表現(xiàn)，然而這些分隔步驟依 照其表現(xiàn)并不會限制其順序。此即為部分步驟可依照其他順序、或同時的施行。此外，示范 性圖表顯示了依據(jù)本發(fā)明的實施例不同方法?？捎诖嗣枋鋈绱说氖痉缎苑椒ǖ膶嵤├⑻?供了對應(yīng)的裝置實施例，然而這些方法實施例并未用于限制本發(fā)明。雖然本發(fā)明繪示了并描述了的部分實施例，可以理解的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照 本發(fā)明的精神與原則而針對這些實施例進行變更。前述的實施例便視為所有方面的圖示情 形而非于此用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的范疇因此依照申請中專利范圍所限定，而非前述的 描述。于本說明書中，“較佳地”的描述意謂著“較佳地，但非用以加以限制”。權(quán)利要求內(nèi) 的描述依照本發(fā)明的概念而采用其最大解釋范圍。舉例來說，“耦接于”及“連接”等描述采 用以解說直接與非直接連接與耦合情形。于另一范例中，“具有”與“包括”，其相似描述可 與“包括”相同(即上述描述皆視為開放性描述)，僅“由...組成”與“實質(zhì)上由...組成” 可視為“封閉型”描述。本發(fā)明的較佳實施例包括了一光電裝置，包括一基板；一介電材料，包括兩個或更多個開口露出基板的一部分，此兩個或兩個以 上的開口分別具有至少為1的一深寬比；一底部二極管材料，包括晶格不相稱于該基板的 一化合物半導(dǎo)體材料，且其中該化合物半導(dǎo)體材料占據(jù)了所述兩個或兩個以上的開口并于 所述兩個或兩個以上的開口之上接合成一底二極管區(qū)域；一頂二極管材料；以及一有源二 極管區(qū)，位于該頂部二極管材料與該底部二極管材料之間。此基板擇自由硅、藍寶石與碳化 硅所組成的族群。此基板為具有一結(jié)晶方向為(111)或(100)的一單晶硅晶片。此有源二 極管區(qū)包括由該頂部二極管材料與該底部二極管材料的結(jié)所形成的一 p-n結(jié)。此有源二極 管區(qū)包括不同于該頂部二極管材料與該底部二極管材料的一材料，而該有源二極管材料構(gòu) 成了位于該頂部二極管材料與底部二極管材料間的一 p-i-n結(jié)的一本征區(qū)。此有源二極 管區(qū)包括多個多重量子阱，形成于該頂部二極管材料與該底部二極管材料之間。此介電材 料包括實質(zhì)上擇自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、鉿的氧化物、鉿的硅化物、鋯的氧化物、鋯的硅化物及其組合的一材料。此開口為于兩平行軸向上具有至少為1的一深寬比的一孔 洞。此半導(dǎo)體材料擇自由實質(zhì)上包括一 III-V族化合物、一 II-VI族化合物、一 IV族合金 以及其組合物所組成的族群。此底部二極管材料包括一 η型摻質(zhì)，而該頂部二極管材料包 括一 P型摻質(zhì)。上述裝置更包括一接觸物，形成于該頂部二極管區(qū)之上。及更包括一第二 接觸物形成并鄰近于該基板。本發(fā)明的其他較佳實施例可包括一種光電裝置，包括—基板；以及一光電二極管，包括一第一區(qū)，鄰近該基板的一第一頂面；一第二 區(qū)，鄰近該第一區(qū)；以及一有源區(qū)，介于該第一區(qū)與該第二區(qū)之間，其中該第二區(qū)包括鄰近 于該有源區(qū)的一表面，該表面大體平行于該基板的該頂面；以及該第二區(qū)包括與該有源區(qū) 相分隔的至少一缺陷捕捉區(qū)，該缺陷捕捉區(qū)包括延伸自該基板的該頂面的一表面。該第一 區(qū)的一表面連結(jié)于一握持基板。該握持基板連結(jié)有一中間層，該中間層位于該第一區(qū)與該 握持基板之間。該握持晶片包括電性連結(jié)于該第一區(qū)的一導(dǎo)體。上述裝置更包括一接觸物， 連結(jié)于該握持基板并電性連結(jié)于該第一二極管區(qū)。本發(fā)明的其他較佳實施例包括一種光電裝置的制造方法。上述方法包括沉積一 第一介電材料層于一基板之上；圖案化該第一介電材料層以于其內(nèi)形成兩個或兩個以上的 開口，露出該基板的該表面的部分，所述兩個或兩個以上的開口具有至少為1的深寬比；借 由成長晶格不相稱于該基板的一化合物半導(dǎo)體材料于所述兩個或兩個以上的開口內(nèi)并使 得該化合物半導(dǎo)體材料填滿所述兩個或兩個以上的開口并于所述兩個或兩個以上開口之 上結(jié)合成一連續(xù)膜層，以形成一底部二極管區(qū)；形成一有源二極管區(qū)于該底部二極管區(qū)之 上；以及形成一頂部二極管區(qū)于該有源二極管區(qū)之上。上述方法更包括連結(jié)一握持晶片至 該頂部二極管區(qū)；以及移除該基板。本發(fā)明的另一較佳實施例可提供一光電裝置，其具有一底二極管區(qū)，包括兩個或 兩個以上的差排捕捉區(qū)且包括一化合物半導(dǎo)體材料、一有源二極管區(qū)、一頂二極管區(qū)、一握 持基板、相連于握持基板的一第一導(dǎo)電接觸物與相連于底二極管區(qū)的一第二導(dǎo)電接觸物。本發(fā)明的另一較佳實施例提供了一種光電裝置的制造方法，包括沉積一介電材料 的膜層于一基板上，形成兩個或兩個以上開口于介電材料內(nèi)以露出基板的表面，此兩個或 兩個以上開口具有至少為1的深寬比，形成一底部二極管區(qū)借由成長一化合物半導(dǎo)體材料 晶格不匹配于基板于此兩個或兩個以上開口內(nèi)并使得化合物半導(dǎo)體填入于兩個或兩個以 上開口并相連于其上以形成一連續(xù)膜層，形成一有源二極管區(qū)位于底部二極管區(qū)之上，形 成一頂二極管區(qū)位于有源二極管區(qū)之上，接合一握持晶片與頂二極管區(qū)，移除基板移除介 電材料，接觸第一導(dǎo)電接觸物與該握持基板與接觸一第二電性接觸物與底部二極管區(qū)。本發(fā)明另一較佳實施例包括了用于制造包括接合于一基板的一半導(dǎo)體材料的一 制造方法。此方法可包括沉積一介電材料的膜層于一基板上，形成兩個或更多開口于介電 材料內(nèi)以露出基板的表面的部分，此兩個或更多開口具有至少為1的深寬比，成長一化合 物半導(dǎo)體材料晶格不匹配于基板于兩個或更多開口內(nèi)并使得其填入于其中并接合成一連 續(xù)膜層，注入離子進入半導(dǎo)體材料以形成一分裂平面，接合一握持基板與半導(dǎo)體材料以及 自該分裂平面處分離半導(dǎo)體材料。于某些方面，較佳實施例提供了包括了數(shù)個分離的光電裝置形成于其上的一芯 片。此芯片可包括一基板、覆蓋該基板且具有數(shù)個具有深寬比至少為1的開口位于其內(nèi)的一第一介電材料的膜層，多個分離的光電裝置，各光電裝置包括(i)不匹配于基板的一半 導(dǎo)體材料膜層，占據(jù)兩個開口且接合于開口之上以形成單一底二極管區(qū)；(ii) 一有源二極 管區(qū)；及(iii) 一頂部二極管區(qū)，一第二介電材料層覆蓋該些分離光電裝置，至少一頂導(dǎo)電 接觸物與至少一底導(dǎo)電接觸物。用于制作包括多個分離的光電裝置于其上的一芯片的另一較佳方法包括沉積一介電材料的膜層于一基板上，形成第一組開口于介電材料內(nèi)以露出基板的 表面，該第一組開口具有至少為1的深寬比，形成一第一底二極管區(qū)，其借由成長一半導(dǎo)體 材料的膜層晶格不匹配于基板于第一組開口內(nèi)并使得半導(dǎo)體材料填滿第一組開口并于第 一組開口之上接合成為一連續(xù)膜層，形成一第一有源二極管區(qū)于第一底二極管區(qū)上，形成 第一頂二極管區(qū)于第一有源二極管區(qū)之上，成長一介電材料層以覆蓋該第一底二極管區(qū)、 該第一有源二極管區(qū)、與該第一頂二極管區(qū)，于該介電材料的膜層內(nèi)圖案化形成一第二組 開口具有深寬比至少為1，形成一第二底部二極管區(qū)借由于第二開口內(nèi)成長晶格不匹配于 基板的一半導(dǎo)體材料的膜層并使得半導(dǎo)體材料填滿第二組開口并于第二組開口之上接合 成為一連續(xù)膜層，形成一第二有源二極管區(qū)于第一底部二極管區(qū)上，形成第二頂二極管區(qū) 于第二有源二極管區(qū)之上，成長一介電材料層以覆蓋該第二底二極管區(qū)、該第二有源二極 管區(qū)、與該第二頂二極管區(qū)。此方法更包括接觸一第一導(dǎo)電接觸物與基板，接觸一第二導(dǎo)電 接觸物與第一部分電極區(qū)、以及接觸一第三導(dǎo)電接觸物與一第二頂電極區(qū)。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng) 視隨附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光電裝置，包括 一基板；一介電材料，包括露出該基板的一部分的兩個或兩個以上的開口，所述兩個或兩個以 上的開口分別具有至少為1的一深寬比；一底部二極管材料，包括晶格不相稱于該基板的一化合物半導(dǎo)體材料，且其中該化合 物半導(dǎo)體材料占據(jù)了所述兩個或兩個以上的開口并于所述兩個或兩個以上的開口之上接 合以形成一底二極管區(qū)； 一頂部二極管材料；以及一有源二極管區(qū)，位于該頂部二極管材料與該底部二極管材料之間。
2.如權(quán)利要求1所述的光電裝置，其中該有源二極管區(qū)包括不同于該頂部二極管材料 與該底部二極管材料的一材料，而該有源二極管材料構(gòu)成了位于該頂部二極管材料與底部 二極管材料間的一 p-i-n結(jié)的一本征區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的光電裝置，其中該有源二極管區(qū)包括多個多重量子阱，形成于 該頂部二極管材料與該底部二極管材料之間。
4.如權(quán)利要求1所述的光電裝置，其中該介電材料包括實質(zhì)上擇自二氧化硅、氮化硅、 氮氧化硅、鉿的氧化物、鉿的硅化物、鋯的氧化物、鋯的硅化物及其組合所組成的族群中的 一材料。
5.如權(quán)利要求1所述的光電裝置，其中該開口為于兩垂直軸向上具有至少為1的一深 寬比的一孔洞。
6.如權(quán)利要求1所述的光電裝置，其中該半導(dǎo)體材料擇自實質(zhì)上由一III-V族化合物、 一 II-VI族化合物、一 IV族合金及其組合所組成族群的一材料。
7.如權(quán)利要求1所述的光電裝置，其中該底部二極管材料包括一η型摻質(zhì)，而該頂部二 極管材料包括一 P型摻質(zhì)。
8.一種光電裝置，包括 一基板；以及一光電二極管，包括 一第一區(qū)，鄰近該基板的一第一頂面； 一第二區(qū)，鄰近該第一區(qū)；以及 一有源區(qū)，介于該第一區(qū)與該第二區(qū)之間，其中該第二區(qū)包括鄰近于該有源區(qū)的一表面，該表面大體平行于該基板的該頂面；以及該第二區(qū)包括與該有源區(qū)相分隔的至少一缺陷捕捉區(qū)，該缺陷捕捉區(qū)包括延伸自該基 板的該頂面的一表面。
9.如權(quán)利要求8所述的光電裝置，其中該第一區(qū)的一表面接合于一握持基板。
10.如權(quán)利要求8所述的光電裝置，其中該握持基板接合有一中間層，該中間層位于該 第一區(qū)與該握持基板之間。
11.如權(quán)利要求9所述的光電裝置，其中該握持晶片包括電性連結(jié)于該第一區(qū)的一導(dǎo) 電物。
12.如權(quán)利要求8所述的光電裝置，更包括一接觸物，連結(jié)于該握持基板并電性連結(jié)于該第一二極管區(qū)。
13.一種光電裝置的制造方法，包括 沉積一第一介電材料層于一基板之上；圖案化該第一介電材料層以于其內(nèi)形成兩個或兩個以上的開口，以露出該基板的該表 面的部分，所述兩個或兩個以上的開口具有至少為1的深寬比；借由成長晶格不相稱于該基板的一化合物半導(dǎo)體材料于所述兩個或兩個以上的開口 內(nèi)，使得該化合物半導(dǎo)體材料填滿所述兩個或兩個以上的開口以及于所述兩個或兩個以上 開口之上接合成一連續(xù)膜層，以形成一底二極管區(qū)； 形成一有源二極管區(qū)于該底部二極管區(qū)之上；以及 形成一頂二極管區(qū)于該有源二極管區(qū)之上。
14.如權(quán)利要求13所述的光電裝置的制造方法，更包括 接合一握持晶片至該頂部二極管區(qū)；以及移除該基板。
15.如權(quán)利要求13所述的光電裝置的制造方法，更包括 注入離子進入該半導(dǎo)體材料以制造出一分裂平面； 接合一握持基板至該半導(dǎo)體材料；以及自該分裂平面處分裂該半導(dǎo)體材料的膜層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電裝置及其制造方法，該光電裝置包括一基板以及具有露出該基板的一部分的兩個或兩個以上的開口的一介電材料，所述兩個或兩個以上的開口分別具有至少為1的一深寬比。包括晶格不相稱于該基板的一化合物半導(dǎo)體材料的一底部二極管材料占據(jù)了所述兩個或兩個以上的開口并于所述兩個或兩個以上的開口之上接合以形成一底部二極管區(qū)域。上述裝置更包括一頂部二極管材料以及位于該頂部二極管材料與該底部二極管材料之間的一有源二極管區(qū)。本發(fā)明借由于高品質(zhì)、大區(qū)域、低成本的硅晶片上制作太陽能電池、發(fā)光二極管、共振穿隧二極管、半導(dǎo)體激光與其他化合物半導(dǎo)體裝置，借以降低成本。
文檔編號H01L33/00GK102122675SQ201010229509
公開日2011年7月13日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者安東尼·J·羅特費爾德 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司