光電子器件和用于制造光電子器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于制造光電子器件的方法以及一種光電子器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在基于氮化鋁銦鎵(ALInGaN)的發(fā)光二極管中已知的是，發(fā)射的光功率在電功率升高時(shí)比隨著所引入的電功率線性地增長(zhǎng)更小地增長(zhǎng)。所述現(xiàn)象稱作下沉(Droop)。
[0003]已知的是，通過(guò)使用具有多個(gè)量子膜的有源區(qū)能夠提高這樣的發(fā)光二極管的線性。在此，通常設(shè)有30以內(nèi)的量子膜。在各個(gè)量子膜之間設(shè)置有(Al) (In) GaN勢(shì)皇，以便將量子膜序列中的晶體質(zhì)量保持恒定。在此，勢(shì)皇典型地具有在3nm和5nm之間的厚度。盡可能薄的勢(shì)皇是值得期望的，因?yàn)樗鰟?shì)皇對(duì)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的載流子形成較小的壓電勢(shì)皇，進(jìn)而允許改進(jìn)的豎直的載流子運(yùn)輸。已知的是，在有源區(qū)的平面中在晶體中的位錯(cuò)密度越小，勢(shì)皇就能夠越薄地構(gòu)成。位錯(cuò)密度典型地位于20xl07cnT2至10x 10 7CnT2之間的范圍中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提出一種用于制造光電子器件的改進(jìn)的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種改進(jìn)的光電子器件。所述目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的光電子器件或方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0005]用于制造光電子器件的方法包括下述步驟:提供襯底；將成核層施加在襯底的表面上；將掩模層施加在成核層上并且結(jié)構(gòu)化；在第一生長(zhǎng)步驟中生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體，其中設(shè)立連接片，所述連接片形成橫向柵格，其中連接片沿生長(zhǎng)方向分部段地具有梯形的橫截面；以及在第二生長(zhǎng)步驟中橫向地在連接片之上生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體，以便閉合在連接片之間的空腔。有利地，所述方法允許制造具有橫向變化的缺陷密度的光電子器件。因此，光電子器件的多缺陷的橫向部段能夠有利地承載提高的豎直電流。來(lái)自多缺陷的橫向部段的載流子能夠有利地?cái)U(kuò)散到少缺陷的橫向區(qū)域中并且在那里以進(jìn)行輻射的方式復(fù)合。
[0006]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在連接片之間的空腔截錐形地構(gòu)成。有利地，在第二生長(zhǎng)步驟中橫向的在連接片之上的生長(zhǎng)引起在連接片的朝向截錐形的空腔的小面上的位錯(cuò)缺陷的轉(zhuǎn)彎，由此在截錐形的空腔之上的區(qū)域中產(chǎn)生降低的缺陷密度。
[0007]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在將掩模層結(jié)構(gòu)化時(shí)，設(shè)立盤狀的橫向的掩模區(qū)域。有利地，由此在第一生長(zhǎng)步驟期間在盤狀的橫向的掩模區(qū)域之上產(chǎn)生空腔。
[0008]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，盤狀的掩模區(qū)域設(shè)置在橫向的六邊形柵格中。有利地，由此得到完全的并且均勻的橫向的鋪蓋(Kachelung)。
[0009]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)立具有在0.5 μπι和3 μπι之間的直徑的盤狀的掩模區(qū)域。有利地，具有降低的缺陷密度的所形成的橫向部段由此具有適合的尺寸，以便通過(guò)從相鄰的多缺陷的部段擴(kuò)散進(jìn)入的載流子來(lái)供應(yīng)。
[0010]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，盤狀的掩模區(qū)域通過(guò)具有在0.5 μ m和2 μ m之間的寬度的區(qū)域彼此隔開(kāi)地設(shè)立。有利地，所形成的提高的缺陷密度的橫向部段由此具有下述尺寸，所述尺寸允許足夠的豎直電流和避免不進(jìn)行輻射的載流子復(fù)合的有利的折衷。
[0011]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，第二生長(zhǎng)步驟在促進(jìn)聚結(jié)的生長(zhǎng)參數(shù)下執(zhí)行。有利地，由此，在第二生長(zhǎng)步驟中，在連接片之間的空腔基本上長(zhǎng)滿，由此在空腔的區(qū)域中形成具有減小的缺陷密度的橫向部段。
[0012]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，第一生長(zhǎng)步驟在比第二生長(zhǎng)步驟更低的溫度下執(zhí)行。有利地，由此，在第一生長(zhǎng)步驟中基本上發(fā)生沿豎直方向的生長(zhǎng)，而在第二生長(zhǎng)步驟期間主要發(fā)生沿橫向方向的生長(zhǎng)。
[0013]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在第二生長(zhǎng)步驟之后，沉積具有光有源層的功能層序列。有利地，由此，在光有源層的在多缺陷的橫向部段之上設(shè)置的區(qū)域中產(chǎn)生比在少缺陷的橫向部段之上的區(qū)域中更大數(shù)量的V型缺陷。有利地，V型缺陷的較高的密度能夠?qū)崿F(xiàn)沿豎直方向的提高的電流流動(dòng)。
[0014]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在第一生長(zhǎng)步驟之前，在掩模層的開(kāi)口中沉積氮化物半導(dǎo)體，其中緊接著執(zhí)行回蝕。有利地，由此降低在所形成的層結(jié)構(gòu)中的張力。
[0015]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，成核層具有鋁(Al)。有利地，能夠在具有鋁的成核層上執(zhí)行外延的生長(zhǎng)。
[0016]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，掩模層包括兩個(gè)具有二氧化硅(S12)的層。在此，掩模層的具有二氧化硅的層通過(guò)具有氮化硅(SiN)的層分開(kāi)。有利地，所述掩模層的具有二氧化硅的層隨后在之后的方法步驟期間在具有氮化硅的層上彼此分開(kāi)。
[0017]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，將設(shè)置在成核層上的層結(jié)構(gòu)分離，其中掩模層的設(shè)置在已分離的層結(jié)構(gòu)上的部分用作用于產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的耦合輸出結(jié)構(gòu)的硬膜。因此，有利地，不必為了產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的耦合輸出結(jié)構(gòu)而設(shè)立附加的掩模結(jié)構(gòu)。有利地，方法由此簡(jiǎn)化。
[0018]光電子器件具有層結(jié)構(gòu)，所述層結(jié)構(gòu)在柵格狀的橫向區(qū)域中具有比在其他的橫向區(qū)域中更高的位錯(cuò)密度。有利地，在所述光電子器件中，提高的豎直電流能夠在較高位錯(cuò)密度的橫向區(qū)域中流動(dòng)。在此，流動(dòng)的載流子有利地能夠從柵格狀的較高位錯(cuò)密度的橫向區(qū)域擴(kuò)散到相鄰的其他的橫向區(qū)域中，并且在那里以進(jìn)行輻射的方式復(fù)合。有利地，由此得到光電子器件的良好的高電流線性。
[0019]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，在通過(guò)柵格狀的橫向區(qū)域限界的其他的橫向區(qū)域中設(shè)置有氣孔。有利地，氣孔表明較低位錯(cuò)密度的橫向區(qū)域的否則完全的長(zhǎng)滿。
[0020]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，層結(jié)構(gòu)具有光有源層。在此，光有源層在柵格狀的橫向區(qū)域中具有比在其他的橫向區(qū)域中更高的V型缺陷密度。有利地，在柵格狀的更高位錯(cuò)密度的橫向區(qū)域中的V型缺陷引起要通過(guò)沿豎直方向流動(dòng)的載流子來(lái)克服的壓電勢(shì)皇的減少，由此在柵格狀的橫向區(qū)域中，提高的電流能夠沿豎直方向流過(guò)層結(jié)構(gòu)的光有源層。因此，載流子能夠從柵格狀的橫向區(qū)域擴(kuò)散到其他的橫向區(qū)域中并且在那里以進(jìn)行輻射的方式復(fù)合。
[0021]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，柵格狀的橫向區(qū)域形成六邊形柵格。有利地，六邊形柵格示出有益的橫向鋪蓋，由此具有降低的位錯(cuò)密度的其他的橫向區(qū)域均勻地在柵格狀的具有更高的位錯(cuò)密度的橫向區(qū)域之間分布。
[0022]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，層結(jié)構(gòu)具有光有源層。在此，柵格狀的橫向區(qū)域構(gòu)成為，與其他的橫向區(qū)域相比將每單位面積更高數(shù)量的載流子注入到光有源層中。有利地，由此得到光電子器件的良好的高電流線性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明的上面描述的特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)這些特性、特征和優(yōu)點(diǎn)的方式和方法結(jié)合下面對(duì)實(shí)施例的描述理解上變得更加清晰和明確，所述實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)闡述。在此，在相應(yīng)極度示意的視圖中示出:
[0024]圖1示出貫穿處于第一處理狀態(tài)的層結(jié)構(gòu)的剖面；
[0025]圖2示出貫穿處于第二處理狀態(tài)的層結(jié)構(gòu)的剖面；
[0026]圖3示出貫穿處于第三處理狀態(tài)的層結(jié)構(gòu)的剖面；
[0027]圖4示出層結(jié)構(gòu)的掩模層的俯視圖；
[0028]圖5示出處于第二處理狀態(tài)的層結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體層的立體圖；
[0029]圖6示出貫穿處于第四處理狀態(tài)的層結(jié)構(gòu)的剖面；
[0030]圖7示出層結(jié)構(gòu)的功能層序列的俯視圖；以及
[0031]圖8示出用于制造光電子器件的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1示出貫穿處于第一處理狀態(tài)10的層結(jié)構(gòu)100的一部分的剖面的極度示意的視圖。層結(jié)構(gòu)100是光電子器件、尤其是發(fā)光二極管的LED芯片的一部